ADC & DAC
辅助ADC简介
UC8088的辅助ADC（AUX_ADC，ADC默认表示AUX_ADC）电路原理框图如下图所示。包含模拟路由器、缓冲器（Buffer）、单转双buffer（S2D）和逐次逼近型ADC（SQR-ADC）组成。
SAR-ADC 位宽为12bit，最高采样率可以到360KSPS（360K、180K，90K，45K四个档位可选，可以通过寄存器来修改ADC的时钟频率），8088一共有4个通道连接到辅助ADC，第一路是温度传感器部分电路，第二、第三、第四通道分别为IN_A_CHANNEL、IN_B_CHANNEL，IN_C_CHANNEL为片外输入信号通道，与第二、三通道片外信号直接输入不同的是，第四通道片外信号进入片内后经过PGA放大后再送到辅助ADC进行量化，PGA增益范围为（0.915~30dB），可由寄存器进行控制。另外还有一路电池电压检测通路，该电压是由电池电压进行分压（默认值是除以2.8，该值可由寄存器进行选择）后送入到ADC通路。辅助ADC的输入电压范围为0.1V~AVDD_CAP-0.1，参考电压即为AVDD_CAP。
访问ADC设备
访问ADC设备，库中提供了以下接口：
| 函数 | 描述 |
|---|---|
| adc_power_set() | 初始化ADC设备 |
| adc_reset() | ADC设备复位 |
| adc_set_sample_rate() | 设置采样率 |
| adc_channel_select() | 选择采样通道 |
| adc_int_enable() | 中断采样使能 |
| adc_int_disable() | 中断采样失能 |
| adc_int_clear_pending() | 清中断标志位 |
| adc_wait_data_ready() | 等待数据转换完成 |
| adc_read() | 读取ADC值 |
| adc_watermark_set() | 设置采样水线 |
| is_adc_fifo_over_watermark() | 查看adc缓存是否已达到采样水线 |
| is_adc_fifo_empty() | 查看adc缓存是否为空 |
| adc_fifo_clear() | 清空adc缓存 |
| adc_vbat_measure_enable() | 电源采样使能 |
| adc_temp_source_sel() | 设置温度传感器采样目标 |
| adc_temp_sensor_enable() | 温度传感器采用使能 |
初始化ADC器件
使能ADC器件，函数原型如下所示：
void adc_power_set(ADDA_TypeDef *ADDA)
复位ADC器件
复位ADC，函数原型如下所示：
void adc_reset(ADDA_TypeDef *ADDA)
设置ADC采样率
设置ADC采样率，函数原型如下所示：
void adc_set_sample_rate(ADDA_TypeDef *ADDA, ADC_SAMPLE_RATE sample_rate)
选择ADC采样通道
选择ADC采样通道，函数原型如下所示：
void adc_channel_select(ADDA_TypeDef *ADDA, ADC_CHANNEL CHANNEL)
使能ADC中断
使能ADC中断，函数原型如下所示：
void adc_int_enable(ADDA_TypeDef *ADDA)
失能ADC中断
失能ADC中断，函数原型如下所示：
void adc_int_disable(ADDA_TypeDef *ADDA)
清ADC中断标志位
清ADC中断标志位，函数原型如下所示：
void adc_int_clear_pending(void)
等待ADC采样结束
等待ADC采样结束，函数原型如下所示：
void adc_wait_data_ready(ADDA_TypeDef *ADDA)
读取ADC值
读取ADC值，函数原型如下所示：
uint16_t adc_read(ADDA_TypeDef *ADDA)
设置ADC水线
设置ADC水线，函数原型如下所示：
void adc_watermark_set(ADDA_TypeDef *ADDA, uint8_t water_mark)
查询是否超出水线
查询是否超出水线，函数原型如下所示：
bool is_adc_fifo_over_watermark(ADDA_TypeDef *ADDA)
查询ADC缓存是否为空
查询ADC缓存是否为空，函数原型如下所示：
bool is_adc_fifo_empty(ADDA_TypeDef *ADDA)
清空ADC缓存
清空ADC缓存，函数原型如下所示：
void adc_fifo_clear(ADDA_TypeDef *ADDA)
使能电源ADC采样
使能电源ADC采样，函数原型如下所示：
void adc_vbat_measure_enable(bool enable)
设置温度传感器采样目标
设置温度传感器采样目标，函数原型如下所示：
void adc_temp_source_sel(ADDA_TypeDef *ADDA, ADC_TEMP_SRC temp_src)
使能温度传感器采样
设置温度传感器采样目标，函数原型如下所示：
void adc_temp_sensor_enable(ADDA_TypeDef *ADDA, bool enable)
音频DAC和辅助DAC简介
UC8088提供两个几乎一模一样的DAC，区别在于音频DAC（AUDIO_DAC，DAC默认表示AUDIO_DAC）的输入数据使用了2M Hz。音频DAC采样率最大支持2Msps(Million Samples per Second)，采样时钟由系统时钟分频产生，分频系数保存在寄存器中。常见的情况是系统时钟频率取131Mhz，分频系数取100（寄存器配置值99），此时DAC采样频率为1.31Msps）时钟进行了采样再进行数模转换，辅助DAC(AUX_DAC)使用时采样率很低，就没有采用固定时钟进行采样，而是对输入的数字信号直接进行数模转换。两个DAC的位宽都是10bit。输出电压范围均为0.1V~AVDD_CAP(模拟参考电压)-0.1V，电流驱动能力不超过1mA。
访问DAC设备
访问DAC设备，库中提供了接口：
| 函数 | 描述 |
|---|---|
| dac_power_set() | 初始化DAC器件 |
| dac_fifo_clear() | 清空DAC缓存 |
| void dac_watermark_set() | 设置DAC水线 |
| is_dac_fifo_over_watermark() | 查看dac缓存是否已达到采样水线 |
| is_dac_fifo_full() | 查看dac缓存是否已满 |
| dac_write() | dac写数据 |
| dac_clkdiv_set() | 设置dac时钟分频 |
| dac_int_enable() | dac中断使能 |
| dac_int_disable() | dac中断失能 |
| dac_int_clear_pending() | 清dac中断标志位 |
初始化DAC器件
使能DAC器件，函数原型如下所示：
void dac_power_set(ADDA_TypeDef *ADDA)
清空DAC缓存
清空DAC缓存，函数原型如下所示：
void dac_fifo_clear(ADDA_TypeDef *ADDA)
设置DAC水线
设置DAC水线，函数原型如下所示：
void dac_watermark_set(ADDA_TypeDef *ADDA, uint8_t water_mark)
查询是否超出水线
查询是否超出水线，函数原型如下所示：
bool is_dac_fifo_over_watermark(ADDA_TypeDef *ADDA)
查询DAC缓存是否已满
查询DAC缓存是否已满，函数原型如下所示：
bool is_dac_fifo_full(ADDA_TypeDef *ADDA)
DAC写数据
DAC写数据，函数原型如下所示：
void dac_write(ADDA_TypeDef *ADDA, uint16_t wdata)
设置DAC分频
设置DAC分频，函数原型如下所示：
void dac_clkdiv_set(ADDA_TypeDef *ADDA, uint16_t clk_div)
DAC中断使能
DAC中断使能，函数原型如下所示：
void dac_int_enable(ADDA_TypeDef *ADDA)
DAC中断失能
DAC中断失能，函数原型如下所示：
void dac_int_disable(ADDA_TypeDef *ADDA)
ADDA使用示例
以下提供采样电源电压、温度传感器、ADDA回环测试等实例
#include <stdio.h>
#include "adda.h"
#include "event.h"
#include "int.h"
#include "string_lib.h"
//#define _DAC_OUT_SINE_WAVE
#define _ADC_SAMPLE_IN_ISR
static void delay_ms(uint32_t nms)
{
for(int i=0;i<nms;i++)
{
for(int j=0;j<4500*3;j++)
{
asm("nop");
}
}
}
static const uint16_t sine_tbl[] =
{
512, 518, 524, 530, 536, 543, 549, 555, 561, 567, 573, 580, 586, 592, 598, 604,
610, 616, 622, 628, 634, 640, 646, 652, 658, 664, 670, 676, 682, 688, 694, 699,
705, 711, 717, 722, 728, 733, 739, 745, 750, 755, 761, 766, 772, 777, 782, 787,
793, 798, 803, 808, 813, 818, 823, 828, 833, 837, 842, 847, 851, 856, 860, 865,
869, 874, 878, 882, 886, 891, 895, 899, 903, 907, 910, 914, 918, 922, 925, 929,
932, 936, 939, 942, 946, 949, 952, 955, 958, 961, 963, 966, 969, 972, 974, 977,
979, 981, 984, 986, 988, 990, 992, 994, 996, 997, 999, 1001, 1002, 1004, 1005, 1007,
1008, 1009, 1010, 1011, 1012, 1013, 1014, 1014, 1015, 1016, 1016, 1017, 1017, 1017, 1017, 1017,
1018, 1017, 1017, 1017, 1017, 1017, 1016, 1016, 1015, 1014, 1014, 1013, 1012, 1011, 1010, 1009,
1008, 1007, 1005, 1004, 1002, 1001, 999, 997, 996, 994, 992, 990, 988, 986, 984, 981,
979, 977, 974, 972, 969, 966, 963, 961, 958, 955, 952, 949, 946, 942, 939, 936,
932, 929, 925, 922, 918, 914, 910, 907, 903, 899, 895, 891, 886, 882, 878, 874,
869, 865, 860, 856, 851, 847, 842, 837, 833, 828, 823, 818, 813, 808, 803, 798,
793, 787, 782, 777, 772, 766, 761, 755, 750, 745, 739, 733, 728, 722, 717, 711,
705, 699, 694, 688, 682, 676, 670, 664, 658, 652, 646, 640, 634, 628, 622, 616,
610, 604, 598, 592, 586, 580, 573, 567, 561, 555, 549, 543, 536, 530, 524, 518,
512, 505, 499, 493, 487, 480, 474, 468, 462, 456, 450, 443, 437, 431, 425, 419,
413, 407, 401, 395, 389, 383, 377, 371, 365, 359, 353, 347, 341, 335, 329, 324,
318, 312, 306, 301, 295, 290, 284, 278, 273, 268, 262, 257, 251, 246, 241, 236,
230, 225, 220, 215, 210, 205, 200, 195, 190, 186, 181, 176, 172, 167, 163, 158,
154, 149, 145, 141, 137, 132, 128, 124, 120, 116, 113, 109, 105, 101, 98, 94,
91, 87, 84, 81, 77, 74, 71, 68, 65, 62, 60, 57, 54, 51, 49, 46,
44, 42, 39, 37, 35, 33, 31, 29, 27, 26, 24, 22, 21, 19, 18, 16,
15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 9, 8, 7, 7, 6, 6, 6, 6, 6,
6, 6, 6, 6, 6, 6, 7, 7, 8, 9, 9, 10, 11, 12, 13, 14,
15, 16, 18, 19, 21, 22, 24, 26, 27, 29, 31, 33, 35, 37, 39, 42,
44, 46, 49, 51, 54, 57, 60, 62, 65, 68, 71, 74, 77, 81, 84, 87,
91, 94, 98, 101, 105, 109, 113, 116, 120, 124, 128, 132, 137, 141, 145, 149,
154, 158, 163, 167, 172, 176, 181, 186, 190, 195, 200, 205, 210, 215, 220, 225,
230, 236, 241, 246, 251, 257, 262, 268, 273, 278, 284, 290, 295, 301, 306, 312,
318, 324, 329, 335, 341, 347, 353, 359, 365, 371, 377, 383, 389, 395, 401, 407,
413, 419, 425, 431, 437, 443, 450, 456, 462, 468, 474, 480, 487, 493, 499, 505
};
volatile static int adc_sample_cnt = 0;
static uint16_t adc_buf[512];
void ISR_ADC(void)
{
adc_int_clear_pending();
while (!is_adc_fifo_empty(UC_ADDA))
{
if (adc_sample_cnt < sizeof(adc_buf)/sizeof(adc_buf[0]))
{
adc_buf[adc_sample_cnt++] = adc_read(UC_ADDA);
}
else
{
//adc_read(UC_ADDA);//discard
adc_int_disable(UC_ADDA);
break;
}
}
}
volatile static int send_ptr = 0;
void ISR_DAC(void)
{
dac_int_clear_pending();
while (!is_dac_fifo_full(UC_ADDA))
{
dac_write(UC_ADDA, sine_tbl[send_ptr]);
send_ptr++;
if(send_ptr >= sizeof(sine_tbl)/sizeof(sine_tbl[0]))
{
send_ptr = 0;
}
}
}
void adc_battery_voltage_measure_demo(void)
{
uint32_t adc_val, adc_sum, adc_cnt;
float bat_vol;
int adc_temp = 0;
printf("---------ADC battery voltage measure demo start---------\r\n");
adc_power_set(UC_ADDA);
adc_set_sample_rate(UC_ADDA, ADC_SR_45KSPS);
adc_watermark_set(UC_ADDA, 128);
adc_channel_select(UC_ADDA, ADC_CHANNEL_BAT);
adc_vbat_measure_enable(true);
adc_reset(UC_ADDA);
adc_fifo_clear(UC_ADDA);
adc_sum = 0;
for (adc_cnt = 0; adc_cnt < 64; adc_cnt++)
{
adc_wait_data_ready(UC_ADDA);
adc_sum += adc_read(UC_ADDA);
}
adc_val = ((adc_sum + (1<<5)))>>6;//div 64
bat_vol = (float)adc_val/4096*1.6*2.8;//formula
printf("adc_val = %d bat_vol = %.2oV\r\n", adc_val, *((int *)&bat_vol));
printf("---------ADC battery voltage measure demo end---------\r\n");
}
void adc_temp_in_chip_measure_demo(void)
{
uint32_t adc_val, adc_sum, adc_cnt;
float temp_val;
int adc_data = 0;
printf("---------ADC temp in-chip measure demo start---------\r\n");
// adc_power_set(UC_ADDA);
// adc_set_sample_rate(UC_ADDA, ADC_SR_45KSPS);
// adc_watermark_set(UC_ADDA, 128);
//
// adc_channel_select(UC_ADDA, ADC_CHANNEL_TEMP);
// adc_temp_sensor_enable(UC_ADDA, true);
// adc_temp_source_sel(UC_ADDA, ADC_TEMP_C);
// internal_temp_measure(UC_ADDA);
// avdd_cap_adj();
temp_in_pt1000(UC_ADDA);
adc_reset(UC_ADDA);
delay_ms(500);
adc_fifo_clear(UC_ADDA);
adc_sum = 0;
for (adc_cnt = 0; adc_cnt < 64; adc_cnt++)
{
adc_wait_data_ready(UC_ADDA);
adc_sum += adc_read(UC_ADDA);
// printf("adc data = %d\r\n", adc_read(UC_ADDA));
}
adc_val = ((adc_sum + (1<<5)))>>6;//div 64
temp_val = (float)(adc_val-1844)/7.3;//formula 2521
printf("adc_val = %d temp_vol = %.1o Celsius\r\n", adc_val, *((int *)&temp_val));
printf("---------ADC temp in-chip measure demo end---------\r\n");
}
void dac_output_voltage(float vol)
{
uint16_t val;
val = vol/1.6*1024;//formula
dac_power_set(UC_ADDA);
dac_clkdiv_set(UC_ADDA, 60);
dac_watermark_set(UC_ADDA, 128);
dac_fifo_clear(UC_ADDA);
for (int i = 0; i < 8; i++)
{
dac_write(UC_ADDA, val);
}
//auxdac_level_set(UC_ADDA, val);
//delay 10ms
for (int i = 0; i < 131*10*1000L; i++)
{
asm("nop");
}
}
void dac_output_sine_wave(void)
{
dac_power_set(UC_ADDA);
dac_clkdiv_set(UC_ADDA, 131000000U/45000U);//45KHz@sys_clk=131MHz
dac_watermark_set(UC_ADDA, 128);
dac_fifo_clear(UC_ADDA);
dac_int_enable(UC_ADDA);
int_enable();
}
void adc_dac_loopback_test_demo(void)
{
printf("---------ADC & DAC loopback test demo start---------\r\n");
printf("Before testing, you should connect 'AUDIO' to 'ADC_A'!\r\n");
uint32_t adc_cnt;
#ifdef _DAC_OUT_SINE_WAVE
dac_output_sine_wave();//varibale voltage
#else
dac_output_voltage(0.8);//stable voltage
#endif
adc_power_set(UC_ADDA);
adc_set_sample_rate(UC_ADDA, ADC_SR_45KSPS);
adc_watermark_set(UC_ADDA, 128);
adc_channel_select(UC_ADDA, ADC_CHANNEL_A);
adc_reset(UC_ADDA);
adc_fifo_clear(UC_ADDA);
#ifdef _ADC_SAMPLE_IN_ISR
adc_int_enable(UC_ADDA);
int_enable();
while (adc_sample_cnt < sizeof(adc_buf)/sizeof(adc_buf[0]))
{
asm("nop");
}
#else
for (adc_cnt = 0; adc_cnt < sizeof(adc_buf)/sizeof(adc_buf[0]); adc_cnt++)
{
adc_wait_data_ready(UC_ADDA);
adc_buf[adc_cnt] = adc_read(UC_ADDA);
}
#endif
for (adc_cnt = 0; adc_cnt < sizeof(adc_buf)/sizeof(adc_buf[0]); adc_cnt++)
{
printf("adc_buf[%d] = %d\r\n", adc_cnt, adc_buf[adc_cnt]);
}
printf("---------ADC & DAC loopback test demo end---------\r\n");
}
void auxdac_output_voltage(float vol)
{
uint16_t val;
val = vol/1.6*1024;//formula
//dac_power_set(UC_ADDA);
//dac_clkdiv_set(UC_ADDA, 60);
auxdac_level_set(UC_ADDA, val);
//delay 10ms
for (int i = 0; i < 131*10*1000L; i++)
{
asm("nop");
}
}
void auxdac_demo(void)
{
float vol = 0.8;
printf("---------AUXDAC demo start---------\r\n");
printf("AUXDAC output %.2oV.\r\n", *((int *)&vol));
printf("You can measure the voltage of 'AUXDAC_OUPUT'!\r\n");
auxdac_init(UC_ADDA);
auxdac_output_voltage(vol);
printf("---------AUXDAC demo end---------\r\n");
}
#define VBAT_TEST
int main(int argc, char **argv)
{
printf("---------ADC & DAC demo start---------\r\n");
#ifdef LOOP_TEST
adc_dac_loopback_test_demo();
#endif
#ifdef VBAT_TEST
adc_battery_voltage_measure_demo();
#endif
#ifdef CHIP_TEMP_TEST
adc_temp_in_chip_measure_demo();
#endif
#ifdef AUXDAC_TEST
auxdac_demo();
#endif
while (1);
return 0;
}