RA6T2的16位模数转换器操作之配置RA6T2 ADC模块

 

2 配置RA6T2 ADC模块

RA6T2 MCU包含两个噪声整形SAR型A/D转换器单元，二者采用混合式架构，兼具SAR型和ΔΣ调制型的特性。

RA6T2 ADC与其他RA MCU ADC模块的不同之处在于其可用功能的数量更多，其中包括利用过采样和噪声整形逐次逼近技术实现的扩展16位分辨率。丰富多样的设置、功能和转换方法使用户能够针对所需的应用定制转换器配置。

2.1 ADC规范

本节将回顾《RA6T2硬件用户手册》(HW UM) 中指定的以及/或者可使用灵活配置软件包 (FSP) API进行配置的ADC外设的主要可用设置和功能。每项设置都有详尽的说明，以便用户了解其对A/D操作和转换的影响。

2.1.1 模拟通道

模拟通道是要进行A/D转换的模拟信号的物理源。模拟通道包含以下各项：

模拟输入通道：模拟输入的A/D转换通道，信号源为MCU的I/O引脚。

扩展模拟通道：MCU内部的模拟信号源（如温度传感器、内部参考电压和D/A转换器）的A/D转换通道。

模拟通道支持单端输入和差分输入。总共有最多29个模拟输入通道可用，计算所依据的条件如下：

• A/D转换器单元0 (ADC0) 可选择最多21个支持单端输入的模拟通道和最多12个支持差分输入的模拟通道（捕获最多6个差分信号）。

• A/D转换器单元1 (ADC1) 可选择最多17个支持单端输入的模拟通道和最多8个支持差分输入的模拟通道（4对）。

• ADC0和ADC1共用9个模拟输入通道。

模拟输入通道的可用配置如下表所示：

表1. 模拟通道的可用配置列表

注：

1. 请勿从A/D转换器单元0和1对同一信号源执行A/D转换。

2. 仅在已禁用可编程增益放大器 (PGA) 且PGA设置为单端输入时，ANx才能作为模拟输入通道用于进行A/D转换。如果已使能PGA，则ANx用作PGAVSS引脚。请勿对ANx执行A/D转换。无论PGA的使能/禁用设置如何，如果PGA设置为伪差分输入，则无法对ANx执行A/D转换。

3. 如果在单端或伪差分输入模式下使用PGA，则A/D将转换PGA的输出，PGAINn（n = 0 至 3）对应的A/D转换通道应设置为单端输入。

4. 使用PGA或PGA设置为伪差分模式时，不能使用通道专用采样保持电路的SHINxN（反相输入 (-)）。

5. 当通道专用采样保持电路用于单端输入时，SHINxP（非反相输入 (+)）通道和SHINxN（反相输入 (-)）通道不得分配给同一扫描组（x = 0 至 2，4 至 6）。

6. 如果使用差分输入执行A/D转换，应将偶数编号的通道设置为A/D转换目标。对于差分输入，偶数编号的通道用作非反相输入，奇数编号的通道用作反相输入 (-)。

扩展模拟输入通道的可用配置如下表所示：

表2. 扩展模拟通道的可用配置列表

注：

1. 请勿从A/D转换器单元0和单元1对同一信号源执行A/D转换。

2. 扩展模拟功能（自诊断功能除外）仅支持单端输入。请勿设置为差分输入。

3. 自诊断功能仅支持差分输入。

2.1.2 虚拟通道

虚拟通道是一组寄存器，用于存储模拟通道的A/D转换配置，包括但不限于模拟通道的选择、A/D转换的可选设置、A/D转换数据的数据处理方法以及扫描组分配等。

在执行A/D转换之前，模拟通道应分配给任一虚拟通道，而虚拟通道应分配给某个扫描组。模拟通道、虚拟通道和扫描组之间的关系将在第2.1.3节中进行更详细的介绍。

注：

• 一个虚拟通道只能分配给一个扫描组。

• 在以下情况下，可将一个模拟通道分配给多个虚拟通道：

同一模拟通道要在不同的扫描组内进行转换，或者

同一模拟通道要在同一扫描组内进行多次转换

• 如果同一模拟通道要在同一扫描组内使用多个虚拟通道执行多次A/D转换，应结合使用FIFO功能。

2.1.3 扫描组

扫描组是一组模拟通道，用于在扫描操作中执行A/D转换。要使用扫描组，请执行以下操作：

• 将要执行A/D转换的模拟通道分配给所需的虚拟通道

• 将该虚拟通道分配给扫描组

• 将该扫描组分配给特定的A/D转换器

下图所示为模拟通道、虚拟通道和扫描组之间的关系示例。图中显示了每个A/D转换器在扫描操作期间的模拟通道分配和最终的转换顺序。

图3. 描述扫描组分配的配置示例

可为单个扫描组分配多个虚拟通道。转换方法将决定虚拟通道的数量范围，如下所述：

• SAR模式：每个扫描组包含最多8个虚拟通道

• 过采样模式：每个扫描组包含最多8个虚拟通道

• 混合模式：每个扫描组包含2到4个虚拟通道

如果分配给一个扫描组的虚拟通道数超过最大数量，将按升序对通道进行转换，而超过最大数量之后的通道不会进行转换。

注：

• 分配给特定扫描组的虚拟通道应仅分配给可由该ADC单元转换的模拟通道。

如果其中包含任何无法由指定ADC单元转换的模拟通道，将引发未定义的转换。

• 对于混合模式，需要将至少2个虚拟通道分配给一个扫描组才能确保正常工作。

• 如果分配给一个扫描组的虚拟通道数超过最大数量，将按升序对通道进行转换，而超过最大数量之后的通道不会进行转换。

审核编辑：刘清