嵌入式系实验

1嵌入式系统实验vARM的A/D 接口实验2提纲基础知识实验目的实验内容预备知识实验设备实验过程思考题3一 实验目的实验目的q 熟悉ARM 本身自带的八路十位A/D 控制器及相应寄存器。 q 编程实现ARM 系统的A/D 功能。 q 掌握带有A/D 的CPU 编程实现A/D 功能的主要方法。 4二 实验内容实验内容q 学习A/D 接口原理，了解实现A/D 系统对于系统的软件和硬件要求。阅读ARM 芯片文档，掌握ARM 的A/D 相关寄存器的功能，熟悉ARM 系统硬件的A/D 相关接口。利用外部模拟信号编程实现ARM 循环采集全部前4 路通道，并且在超级终端上显示。5三 预备知识预备知识q 了解A/D采样的原理；q 了解采样频率的设置；6四 实验设备实验设备q ARM嵌入式开发平台q 用于ARM7TDMI的JTAG仿真器7五 基础知识模/数转换q 我们经常遇到的物理参数，如电流、电压、温度、压力、速度电量或非电量都是模拟量。q 模拟量的大小是连续分布的，且经常也是时间上的连续函数。q 要将模拟量转换成数字信号需经采样量化编码三个基本过程（数字化过程）8五 基础知识采样q 按采样定理对模拟信号进行等时间间隔采样，将得到的一系列时域上的样值去代替u=f(t)，即用u0、u1、un代替u=f(t)。q 这些样值在时间上是离散的值，但在幅度上仍然是连续模拟量。1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q0 1T 2T 3T 4T 5T 6TU=f(t)tU0U1U2U3U4U5U6U7格QV5 . 09五 基础知识量化q 在幅值上再用离散值来表示。方法是用一个量化因子Q去度量；u0、u1、，便得到整量化的数字量。u0=2.4Q 2Q 010u1=4.0Q 4Q 100u2=5.2Q 5Q 101u3=5.8Q 5Q 10110五 基础知识编码q 将整量化后的数字量进行编码，以便读入和识别；q 编码仅是对数字量的一种处理方法。q 例如：Q=0.5V/格，设用三位（二进编码）11五 基础知识分类q 按被转换的模拟量类型可分为： 时间/数字 电压/数字 机械变量/数字q 电压/数字转换器： 按转换方式可分为：直接转换、间接转换。 按输出方式分可分为：并行、串行、串并行。 按转换原理可分为：计数式、比较式。 按转换速度可分为：低速、中速、高速。 按转换精度和分辨率可分为：3位、4位、8位、10位、12位、14位、16位等。12五 基础知识S3C44B0 AD转换器q S3C44B0集成了一个路10位A/D转换器，它是一个逐次比较型的ADC内部结构中包括模拟输入多路复用器，自动调零比较器，时钟产生器，10 位逐次逼近寄存器（SAR）。这个ADC 还提供可编程选择的睡眠模式，可以节电减少功率损失。13五 基础知识A/D控制寄存器14五 基础知识采样比率寄存器 15五 基础知识采样比率寄存器 16五 基础知识转换结果数据寄存器 17五 基础知识实验说明 q 设置A/D采样的时钟频率假定CPU主时钟的频率为66MHZ，并且将A/C采样预分频寄存器（ADCPSR）置为20，而完成一次转换至少需要16个时钟周期，则采样频率可以采用下面公式计算：f 66M / (2 * (20 + 1)/16 98.2 KHZ 10.2us下面代码实现该功能：rADCPSR=20;值得注意的就是：尽管芯片的最大转换速率为100KSPS，但由于S3C44B0内部没有采样保持电路，所以要精确测量一个输入信号，输入信号的频率最好低于100HZ。 18五 基础知识启动采样q 将ADCCON寄存器的BIT0置1可以启动转换，当启动转换后，该位会被自动清除。同时启动转换时还需要指定转换通道q 下面代码启动通道2的采样转换：rADCCON=0 x1|(0 x22);19五 基础知识获取转换结果q 当A/D转换结束后，可以读取ADCDAT寄存器的内容q 下面代码等待通道2的A/D转换，完毕后读取数据while(!(rADCCON & 0 x40);data=rADCDAT; 20六 思考题思考题q 逐次逼近型的A/D 转换器原理是什么？ q A/D 转换的重要指标包括哪些？ q ARM 的A/D 功能的相关寄存器有哪几个，对应的地址是什么？ q 如何启动ARM 开始转换A/D，有几种方式？转换开始时ARM 是如何知道转换哪路通道的？如何判断转换结束？