【導(dǎo)讀】Equation1).improvement,x=2).

　　

【正文】 使用滾動平均計(jì)算平均值時(shí)，對于同一樣品公式 3同樣適用。圖 3 中的橙色表示 t0、 t t2的延時(shí)值（分別用 d0、 d1和 d2表示）。 注 意：在使用滾動平均時(shí)，處理器必須要額外的處理樣品緩沖區(qū)中的每個中斷請求。 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) Luminary Micro的 ADC模塊的采樣定序程序采用單一觸發(fā)器通過簡單的過采樣技術(shù)收集 17 組獨(dú)特的樣品值（從任何通道），這為軟件提供了一個靈活性的手段以便在任何的給定時(shí)間給過采樣程序提供一定數(shù)量的通道。 本章節(jié)介紹了使用 Stellaris 微控制器實(shí)現(xiàn)過采樣的各種方法。方法有很多，使用組合采樣序列生成器工作，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的觸發(fā)和中斷，這里所介紹的例子都是應(yīng)用性較廣的技術(shù)。 這里所有的例子的代碼都 來自 Stellaris 系列驅(qū)動程序庫的 ADC 功能。本應(yīng)用指南中的所有例子和源代碼的驅(qū)動程序都可在 Luminary Micro 的官方網(wǎng)站中找到（ 過采樣次數(shù)達(dá)到 8 次時(shí)使用驅(qū)動程序庫功能 Stellaris 驅(qū)動程序庫中內(nèi)置了一個采樣次數(shù)在 8 次以下的過采樣程序。對于大多數(shù)應(yīng)用程序，這一級別的過采樣已經(jīng)足夠了，因?yàn)楦倪M(jìn)有效位數(shù)（ ENOB）只有 位。 對于輸入信號的過采樣來說， 使用驅(qū)動程序庫的采樣功能是最簡單的方法。配置一個“典型”的 ADC與過采樣轉(zhuǎn)換之間的主要區(qū)別在于函數(shù)的調(diào)用。采樣函數(shù)帶有過采樣 ADC 軟件前綴，很容易與標(biāo)準(zhǔn) ADC 功能區(qū)分。一旦 ADC 轉(zhuǎn)換過程被確定（ ADC 采樣頻率、觸發(fā)源、通道等），可以直接寫出代碼。舉例來說，用這個代碼設(shè)置一個 10ms 的周期性轉(zhuǎn)換（由定時(shí)器定時(shí)），采樣數(shù)為 8時(shí)過采樣的代碼段如例 1 所示。 例 1 采樣次數(shù)為 8 次的過采樣的驅(qū)動程序 代碼段 . 模數(shù)轉(zhuǎn)換器配置 驅(qū)動程序庫功能 // // Initialize the ADC to oversample channel 1 by 8x using sequencer 0. // Sequencer will be triggered by one of the generalpurpose timers. // 19 ADCSequenceConfigure(ADC_BASE, 0, ADC_TRIGGER_TIMER, 0)。 ADCSoftwareOversampleConfigure(ADC_BASE, 0, 8)。 ADCSoftwareOversampleStepConfigure(ADC_BASE, 0, 0, (ADC_CTL_CH1 \ | ADC_CTL_IE | ADC_CTL_END))。 // // Initialize Timer 0 to trigger an ADC conversion once every 10 milliseconds // TimerConfigure(TIMER0_BASE, TIMER_CFG_32_BIT_PER)。 TimerLoadSet(TIMER0_BASE, TIMER_A, SysCtlClockGet() / 100)。 TimerControlTrigger(TIMER0_BASE, TIMER_A, true)。 當(dāng)采樣完成時(shí) ADC 的配置中顯示代碼段 發(fā)出中斷指令，意味著中斷處理程序必須執(zhí)行（見代碼段 ）。由于驅(qū)動程序的過采樣功能自動平均采樣數(shù)據(jù)，中斷處理程序的作用是相對基本的。記住在每個中斷期間的用于計(jì)算開銷的中斷處理程序。 代碼段 ADC 的中斷處理程序 void ADCIntHandler(void) { long lStatus。 // // Clear the ADC interrupt // ADCIntClear(ADC_BASE, 0)。 // // Get averaged data from the ADC // lStatus = ADCSoftwareOversampleDataGet(ADC_BASE, 0, amp。g_ulAverage)。 // // Placeholder for ADC processing code // } 當(dāng)配置步和中斷處理程序執(zhí)行到適當(dāng)?shù)奈恢脮r(shí)，轉(zhuǎn)換過程開始。在定時(shí)器開始運(yùn)行（開始計(jì)時(shí)）之前， ADC 定序程序與中斷處理程序必須啟用（見代碼段）。 代碼段 使能 ADC 和中斷 // // Enable ADC sequencer 0 and its interrupt (in both the ADC and NVIC) // ADCSequenceEnable(ADC_BASE, 0)。 ADCIntEnable(ADC_BASE, 0)。 IntEnable(INT_ADC0)。 20 // // Enable the timer and start conversion process // TimerEnable(TIMER0_BASE, TIMER_A)。 采樣次數(shù)超過 8 次使用多重定序器或定時(shí)器 當(dāng)采樣次數(shù)超過 8 次時(shí)這個驅(qū)動程序的功能是有限的（基于樣本定序器硬件的局限性）。也就是說，當(dāng)用于需要較大樣品數(shù)的過采樣時(shí)，必須使用另一種方法代替執(zhí)行。本文介紹兩種處理這種情況的方法：使用多重定序器和用定時(shí)器計(jì)算過采樣頻率。 例 2 運(yùn)用多重定序器情況下采樣次數(shù)為 16 次的過 采樣 靈活的采樣序列生成器允許各種各樣的配置。在樣品數(shù)超過 16時(shí)，可以用0－ 2 定序器，因?yàn)槠錁颖究倲?shù)是 16個（ 8＋ 4＋ 4）。對于這一水平的過采樣工作，所有這一序列中的定序器必須應(yīng)用同一樣本的模擬輸入，這意味著，使用多個模擬輸入的定序器失去了作用。 代碼段 0－ 3個定序器，這樣就省去了復(fù)雜的觸發(fā)配置。如果要取得理想的結(jié)果，配置樣本定序器的優(yōu)先權(quán)，使得樣本定序器 2 的優(yōu)先權(quán)最低（最后的樣本），定時(shí)器 2的“結(jié)束”中斷被定為為轉(zhuǎn)換的最后一步（如圖 4所示）。 21 圖 4 樣品數(shù)為 16的過采樣 代碼段 模數(shù)轉(zhuǎn)換器配置 多個采樣定序器 // // Initialize the ADC for 16x oversampling on channel 1 using sequencers // 02. The conversion is triggered by a GPTM. // ADCSequenceConfigure(ADC_BASE, 0, ADC_TRIGGER_TIMER, 0)。 ADCSequenceConfigure(ADC_BASE, 1, ADC_TRIGGER_TIMER, 1)。 ADCSequenceConfigure(ADC_BASE, 2, ADC_TRIGGER_TIMER, 2)。 // // Configure sequence steps for sequencer 0 // ADCSequenceStepConfigure(ADC_BASE, 0, 0, ADC_CTL_CH1)。 ADCSequenceStepConfigure(ADC_BASE, 0, 1, ADC_CTL_CH1)。 ADCSequenceStepConfigure(ADC_BASE, 0, 2, ADC_CTL_CH1)。 ADCSequenceStepConfigure(ADC_BASE, 0, 3, ADC_CTL_CH1)。 ADCSequenceStepConfigure(ADC_BASE, 0, 4, ADC_CTL_CH1)。 ADCSequenceStepConfigure(ADC_BASE, 0, 5, ADC_CTL_CH1)。 ADCSequenceStepConfigure(ADC_BASE, 0, 6, ADC_CTL_CH1)。 ADCSequenceStepConfigure(ADC_BASE, 0, 7, (ADC_CTL_CH1 | ADC_CTL_END))。 // // Configure sequence steps for sequencer 1 // 22 ADCSequenceStepConfigure(ADC_BASE, 1, 0, ADC_CTL_CH1)。 ADCSequenceStepConfigure(ADC_BASE, 1, 1, ADC_CTL_CH1)。 ADCSequenceStepConfigure(ADC_BASE, 1, 2, ADC_CTL_CH1)。 ADCSequenceStepConfigure(ADC_BASE, 1, 3, (ADC_CTL_CH1 | ADC_CTL_END))。 // // Configure sequence steps for sequencer 2 // ADCSequenceStepConfigure(ADC_BASE, 2, 0, ADC_CTL_CH1)。 ADCSequenceStepConfigure(ADC_BASE, 2, 1, ADC_CTL_CH1)。 ADCSequenceStepConfigure(ADC_BASE, 2, 2, ADC_CTL_CH1)。 ADCSequenceStepConfigure(ADC_BASE, 2, 3, (ADC_CTL_CH1 | ADC_CTL_IE \ | ADC_CTL_END))。 在代碼段 中斷處理程序必須從該先進(jìn)先出 (FIFO) 隊(duì)列收集數(shù)據(jù)，并執(zhí)行平均計(jì)算。這里并沒有使用到 ADC 的獲取序列數(shù)據(jù)功能，因?yàn)槲唇?jīng)過處理功能開銷就得到了 期望的結(jié)果，所以直接寄存器用于空讀取定序器的“先入先出”隊(duì)列。利用 ADC 的獲取序列數(shù)據(jù)功能來定義一個額外的 8通道樣品緩沖區(qū)。在中斷處理程序中，即使讀取直接寄存器的內(nèi)容，還會計(jì)算開銷的總和與執(zhí)行平均值計(jì)算程序。 代碼段 ADC 的中斷處理程序 void ADCIntHandler(void) { unsigned long ulIdx。 unsigned long ulSum = 0。 // // Clear the interrupt // ADCIntClear(ADC_BASE, 2)。 // // Get the data from sequencer 0 // for(ulIdx = 8。 ulIdx。 ulIdx) { ulSum += HWREG(ADC_BASE + ADC_O_SSFIFO0)。 } // // Get the data from sequencers 1 and 2 // for(ulIdx = 4。 ulIdx。 ulIdx) { ulSum += HWREG(ADC_BASE + ADC_O_SSFIFO1)。 ulSum += HWREG(ADC_BASE + ADC_O_SSFIFO2)。 23 } // // Average the oversampled data // g_ulAverage = ulSum 4。 // // Placeholder for ADC processing code // } 在開始轉(zhuǎn)換過程之前，啟用樣品定序程序和中斷（見代碼段 ） 代碼段 使能 ADC 和中斷 // // Enable the sequencers and interrupt // ADCSequenceEnable(ADC_BASE, 0)。 ADCSequenceEnable(ADC_BASE, 1)。 ADCSequenceEnable(ADC_BASE, 2)。 ADCIntEnable(ADC_BASE, 2)。 IntEnable(INT_ADC2)。 // // Enable the timer and start conversion process // TimerEnable(TIMER0_BASE, TIMER_A)。 例 3 使用運(yùn)行在采樣頻率下運(yùn)用的定時(shí)器處理采樣次數(shù)為 16次時(shí)的過采樣 另一種過采樣的方法是運(yùn)用定時(shí)器運(yùn)行于過采樣頻率之下（不占用很大一步分 ADC 定序器資源）。例如，如果每隔 10毫秒轉(zhuǎn)換必 須回到主程序并且完成16次采樣，配置一個定時(shí)器就可以在每 625 微秒進(jìn)行一次采樣。一個運(yùn)行在過采樣頻率下的定時(shí)器在引發(fā)轉(zhuǎn)換時(shí)會引發(fā) ADC 中斷，這些都應(yīng)該在程序中變現(xiàn)出來。 配置 ADC 和操作定時(shí)器的代碼見代碼段 代碼段