NRF51822——ADC学习笔记

前言：

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1. 概述

1.1 通道配置

nRF51822 的ADC 有8个通道：AIN0-AIN7。如下图：

CONFIG寄存器：选择ADC的输入通道。

如上图，ADC不仅可以测量8个通道的输入进过比例转换后的模拟电压(比如选择1/3，则实际adc转换的数据为外部输入电压的1/3)，还可以测量 VDD/3 和VDD*2/3的电压值，也是通过CONFIG寄存器来设置。

**CONFIG中的RES位：**控制adc的精度。

**CONFIG中的REFSEL：**选择参考电压，同样参考电压也可以经过一定比列缩放。

1.2 采集电压配置

使用ADC时，先要确定ADC的参考电压，分压设置，电压采集范围。

参考电压选择：1.2 V VBG内部参考电压；1.0V的AREF外部参考电压；VDD3.0V、VDD 1/2三种。输入电压的采样范围和参考电压、分压设置有关。

若输入电压小于ADC采样范围时，就不能充分利用分辨率。若大于ADC采样范围，会将大于ADC采样范围的最大电压限制在ADC采样范围的最大值上，即饱和点。采样范围：0V----饱和点电压。

1.3 最大输入电压配置规则

（1）分压后的AIN管脚的电压不高于2.4V：输入电压 * 分压 = Vmax=2.4V；

（2）GPIO引脚电压不高于VDD+0.3V时，参考电压对照最大额定值。

eg：当使用 2/3 分压时，AIN引脚上的电压可以为2.4/(2/3)=3.6V，为了遵循规则二，VDD必须为3.3V或者以上的电压。

ADC管脚上的输入AIN的最大电压值为：

2. ADC使用配置

所有参数的配置都可以通过 CONFIG 寄存器配置，如输入选择、参考电压、分辨率和分压系数等。

注：转换期间不能更改ADC的配置。

ADC 使用时，首先触发START任务来执行ADC转换，可以直接从CPU中写该任务的寄存器或者通过PPI触发这个任务。ADC在采样期间会处于忙状态，ADC忙或者准备状态都可以通过BUSY寄存器检测。ADC转换完成后，会产生一个END事件，转换结构可以从RESULT寄存器中读出，同时ADC的模拟部分将关闭以节省功耗。

寄存器	功能
INTEN	改寄存器用来设置 转换完成后是否触发中断。
BUSY	用来查看ADC转换是否已经完成。通常在轮训方式中使用。
ENABLE	使能adc
RESULT	存储 adc 转换后的结果

2.1 ADC采样

ADC本身只支持单次采样操作，即每一次转换都需要由START task 任务开启。如果要实现连续ADC转换，可以通过不断的触发START task任务来实现。eg：使用定时器通过PPI 触发START task任务。

2.2 ADC引脚配置

可以通过PSEL寄存器来选择模拟的输入管脚。ADC输入：AIN0——AIN7。选择的模拟管脚通过ENABLE寄存器可以被ADC获取。

2.3 ADC共享配置

ADC可以与其他具有相同 ID 的外设共享寄存器和资源。配置和使用 ADC 前，需要关闭其他与之相同 ID 的外设。ADC使用同一个模拟引脚作为 LPCOMP。所以在使用ADC前，必须关闭LPCOMP。

3. ADC实例编写

3.1 ADC采样分辨率

采样精度可以通过 CONFIG 寄存器的最低两位进行配置。RES=0：8位；RES=1：9位；RES=2：10位；

3.2 输入电压

ADC模块的输入电压包栝两种：外部管脚的输入电压和供电电压。设置 CONFIG 寄存器的2~4位的 INPSEL 域。

INPSEL 值	得到结果
0	ADC外部管脚输入，不分压
1	ADC外部管脚输入，配置2/3分压
2	ADC外部管脚输入，配置1/3分压
5	VDD供电的2/3分压
6	VDD供电的1/3分压

3.3 参考电压

参考电压有三种，可通过CONFIG的5~6位设置REFSEL域。

REFSEL	结果
0	选择内部1.2v VBG为参考电压
1	选择外部AREF0，AREF1的输入电压为参考电压
2	选择供电VDD的1/2分压（VDD:1.7V~2.6V）
3	选择供电VDD的1/3分压（VDD:2.5V~3.6V）

3.4 输入管脚配置

ADC 的输入引脚，可以选择AIN0—AIN7，对应的 GPIO 为 P0.00—P0.07。

3.5 实现例程

//初始化设置
void Adc_Init(uint8_t AdcRes,uint8_t AdcPin)
{
 	
   if(AdcPin <= 7)
     {                     //多小位                         //BBB=2
       NRF_ADC->CONFIG = AdcRes << ADC_CONFIG_RES_Pos | 	//分辨率设置
                  ADC_CONFIG_INPSEL_AnalogInputOneThirdPrescaling << ADC_CONFIG_INPSEL_Pos |	//设置采样电压的分压
                  ADC_CONFIG_REFSEL_SupplyOneThirdPrescaling << ADC_CONFIG_REFSEL_Pos |	//设置参考电压
			      (1 << AdcPin) << ADC_CONFIG_PSEL_Pos;	//配置输入管脚	
                          //cc=3
			 NRF_ADC->ENABLE = 1;  //ADC使能
       
    }
 }
 

//数据读取
/******************************************************************
*参考电压:1/3供电电压(3.3V/3)---V1
*采样精度:10位
*输入电压:1/3分压-----V2
*计算公式:V1/2^10*AdcDat*V2 = (3.3/3/1024)*AdcDat*3 = 实测电压
******************************************************************/
 
uint16_t Adc_Read_Value(void) //读取数据
{
  uint16_t AdcDat;
	
  NRF_ADC->TASKS_START = 1;		//启动ADC转换
  while(NRF_ADC->EVENTS_END == 0);	//等待转换结束
  NRF_ADC->EVENTS_END = 0;
  AdcDat = NRF_ADC->RESULT;	//读出转换结果
	
  return AdcDat;	
}

//多次测量取平均值
//ADC采集取平均值
uint16_t Get_Adc_Average(uint8_t times)
{
	uint8_t cnt;
	uint16_t AdcVal=0;

	for(cnt=0;cnt<times;cnt++)
	{
		AdcVal += Adc_Read_Value();
		nrf_delay_ms(5);
	}
	return AdcVal/times;
}

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参考：

1.BLE-NRF51822教程14-adc和电池电量服务