25.3

ADC掃描模式

在ADC單元0中有多達13個模擬輸入通道，而在ADC 單元1中有多達16個模擬輸入通道，兩個ADC單元加起來總共就擁有了29個ADC通道，但是實際上ADC 單元0和ADC單元1分別有3個通道只能連接到相同的引腳，所以實際上能同時使用的通道數(shù)量為26個，加上還有內(nèi)部的溫度傳感器輸出等特殊通道。

這么多的ADC通道我們該如何使用它們呢？在這里我們引入“掃描模式”的概念，在使用ADC外設時，我們必須首先配置其掃描模式，使得ADC按照特定掃描模式的方式進行ADC轉(zhuǎn)換。

ADC外設有三種掃描模式，分別為：單次掃描模式、連續(xù)掃描模式和組掃描模式。在FSP配置器中，用戶可以為ADC模塊設置為三種掃描模式當中的其中一種，如下圖所示。

點擊查看大圖

單次掃描模式：在單次掃描下，每一次觸發(fā)將掃描一個或多個指定通道。

連續(xù)掃描模式：在連續(xù)掃描下，首先需要一次觸發(fā)，然后一個或多個指定的通道會被重復連續(xù)進行掃描，直到軟件調(diào)用函數(shù)R_ADC_ScanStop()停止掃描。

分組掃描模式：將所選擇的模擬輸入通道分為A組和B組，然后按組對所選擇的模擬輸入通道進行一次A/D轉(zhuǎn)換。A、B組可獨立選擇掃描啟動條件，可獨立啟動A、B組的A/D轉(zhuǎn)換。

在每種模式中，模擬通道按通道數(shù)的升序進行轉(zhuǎn)換，然后掃描溫度傳感器和電壓傳感器（如果它們也被勾選了的話）。每一種掃描模式都有著它的優(yōu)點和缺點，但具體使用什么模式進行ADC轉(zhuǎn)換，就需要通過我們的項目的需求需要什么樣的效果來決定。

25.3.1

單次掃描模式

在單次掃描模式轉(zhuǎn)換期間，我們可以通過ADST為來判斷ADC是否處在工作狀態(tài)，在ADC轉(zhuǎn)換的期間ADST為將一直保持為1，當所有選定通道的ADST 轉(zhuǎn)換完成時，將自動設置為0。然后ADC將進入一個等待狀態(tài)。

當ADCSR.ADST位通過軟件觸發(fā)器、同步觸發(fā)器輸入（ELC）和異步觸發(fā)器輸入被置1的時候，ADC轉(zhuǎn)換開始。對在ADANSA0和ADANSA1寄存器中選擇的ANn通道進行A/D轉(zhuǎn)換，從編號最小的n的通道開始。

每當單個信道的A/D轉(zhuǎn)換完成時，A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果都被存儲在關(guān)聯(lián)的A/D數(shù)據(jù)寄存器（ADDRy）中。

當所有選定通道的A/D轉(zhuǎn)換完成時，將生成一個ADC12i_ADI（i=0,1）中斷請求。

25.3.2

連續(xù)掃描模式

在連續(xù)掃描模式下，對指定信道的模擬輸入重復執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換。這里的ADCSR.ADST位不會自動清除，只要ADCSR.ADST位保持1時就會一直的重復步驟2、步驟3、步驟4，直到ADCSR.ADST位通過軟件被置0時ADC單元轉(zhuǎn)換才會停止，之后ADC單元進入等待狀態(tài)。

當ADCSR.ADST位通過軟件觸發(fā)器、同步觸發(fā)器輸入（ELC）和異步觸發(fā)器輸入被置1的時候，ADC轉(zhuǎn)換開始。對在ADANSA0和ADANSA1寄存器中選擇的ANn通道進行A/D轉(zhuǎn)換，從編號最小的n的通道開始。

每當單個信道的A/D轉(zhuǎn)換完成時，A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果都被存儲在關(guān)聯(lián)的A/D數(shù)據(jù)寄存器（ADDRy）中。

當所有選定通道的A/D轉(zhuǎn)換完成時，將生成一個ADC12i_ADI（i=0,1）中斷請求。

對在ADANSA0和ADANSA1寄存器中選擇的ANn通道進行A/D轉(zhuǎn)換，從編號最小的n的通道開始。

25.3.3

組掃描模式

在分組掃描模式下，應用程序?qū)⑼ǖ婪峙浣o兩個組：組A和組B當中的一個?？梢詾檫@些組分配不同的啟動觸發(fā)器，分別選擇A、B兩組的開始掃描條件，當接收到該組的指定ELC啟動觸發(fā)器時，轉(zhuǎn)換開始。并且組A可以設置為優(yōu)先于組B，當A組優(yōu)先于B組時，A組觸發(fā)器將暫停正在進行的B組掃描。

我們以ELC為例子：使用GPT作為A組的觸發(fā)源，并使用A組作為B組的觸發(fā)源。

當ELC0上的GPT觸發(fā)ELC_ADC（A組）時，A組的ADC開始轉(zhuǎn)換。

當組A掃描完成時，將生成一個ADC12i_ADI（i=0,1）中斷。

B組的掃描由ELC_ADC（A組）開始。

當B組掃描完成時，如果ADCSR.GBADIE位為1時將生成一個ADC12i_GBADI（i=0,1）中斷。

25.4

ADC轉(zhuǎn)換時間

25.4.1

ADC時鐘

當使用ADC時，ADC轉(zhuǎn)換時鐘（ADCLK）必須至少為1MHz。并且，在使用ADC時很多RA MCU一般也有PCLK比率限制。

RA6M5和RA4M2的AD轉(zhuǎn)換時鐘是由PCLKC經(jīng)過分頻產(chǎn)生，PCLKA和PCLKC（ADCLK）的分頻比可以設置為1:1，2:1，4:1，8:1，1:2，1:4。當使用50 MHz時鐘的時候12-bit AD轉(zhuǎn)換時間為0.4μs。

RA2L1的AD轉(zhuǎn)換時鐘是由PCLKD經(jīng)過分頻產(chǎn)生，PCLKB和PCLKD（ADCLK）的分頻比可以設置為1:1，1:2，1:4。在正常轉(zhuǎn)換模式下，當使用64MHz 時鐘的時候12-bit AD轉(zhuǎn)換時間為0.7μs；在快速轉(zhuǎn)換模式下，當使用48MHz時鐘的時候12-bit AD轉(zhuǎn)換時間為0.67μs。

25.4.2

采樣時間

點擊查看大圖

掃描轉(zhuǎn)換時間（tSCAN）包括：掃描開始時間（tD）、斷開檢測輔助處理時間（tDIS）*1、自診斷A/D轉(zhuǎn)換處理時間（tDIAG和tDSD）*2、A/D轉(zhuǎn)換處理時間（tCONV）、掃描結(jié)束時間（tED）。

A/D轉(zhuǎn)換處理時間（tCONV）由輸入采樣時間（tSPL）和逐次逼近轉(zhuǎn)換時間（tSAM）組成。

采樣時間（tSPL）用于在A/D轉(zhuǎn)換器中對采樣和保持電路充電。如果由于模擬輸入信號源的高阻抗而沒有足夠的采樣時間，或者如果A/D轉(zhuǎn)換時鐘（ADCLK）很慢，可以使用ADSSTRn寄存器來調(diào)整采樣時間。

由逐次逼近（tSAM）轉(zhuǎn)換的時間如下：

12位精度需要13個ADCLK

狀態(tài)10位精度需要11個ADCLK

狀態(tài)8位精度需要9個ADCLK

選擇通道數(shù)為n的單次描模式下的掃描轉(zhuǎn)換時間（tSCAN）可確定為：

連續(xù)掃描模式下第一個周期的掃描轉(zhuǎn)換時間為單次掃描減去tED的tSCAN。連續(xù)掃描模式下第二次及后續(xù)周期的掃描轉(zhuǎn)換時間固定如下：

25.5

電壓值轉(zhuǎn)換

模擬電壓經(jīng)過ADC轉(zhuǎn)換后，是一個12位的數(shù)字值，如果通過串口以16進制打印出來的話，可讀性比較差，那么有時候我們就需要把數(shù)字電壓轉(zhuǎn)換成模擬電壓，也可以跟實際的模擬電壓（用萬用表測）對比，看看轉(zhuǎn)換是否準確。

一般在設計硬件原理圖的時候會把ADC的輸入電壓范圍設定在：0~3.3V。若設置ADC的分辨率是12位的，那么12位滿量程對應的電壓就是3.3V，12位滿量程對應的數(shù)字值是：2^12，數(shù)值0對應的就是0V。假設轉(zhuǎn)換后的數(shù)值為X，X對應的模擬電壓為Y，那么會有這么一個等式成立：

因此在ADC轉(zhuǎn)換完成之后，我們可以調(diào)用FSP庫函數(shù)R_ADC_Read()，從ADC的數(shù)據(jù)寄存器里讀出上述等式中X的值，從而再經(jīng)過計算得出對應的電壓值。