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RA6T2的16位模数转换器操作 [4] 配置RA6T2 ADC模块 (1)

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发表于 2023-8-4 17:22:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
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。











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