Zigbee之旅(六):幾個重要的CC2430基礎(chǔ)實驗——ADC單次采樣(轉(zhuǎn))一、承上啟下 在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,很重要的一項就是將傳感器的模擬值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,以便于傳輸和處理。而ADC(Analog-to-Digital Converter)正是用來完成這種轉(zhuǎn)換的。 上一節(jié),我們介紹了CC2430與PC之間的串口通信。CC2430內(nèi)部已嵌入一個溫度傳感器,本節(jié)將在上一節(jié)的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)一個簡單的關(guān)于片內(nèi)溫度監(jiān)測的小實驗:利用ADC將片內(nèi)溫度傳感器的電壓值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,利用公式計算出溫度值,然后通過串口將溫度值傳送到PC上并顯示出來。 二、ADC單次采樣 ?。?)實驗簡介 利用ADC轉(zhuǎn)換CC2430片內(nèi)溫度傳感器的溫度值,通過串口將溫度值發(fā)送到PC并顯示出來。 (2)程序流程圖 ?。?)實驗源碼及剖析
關(guān)于串口通信的代碼內(nèi)容,請參考上一節(jié),在此不解釋~ ADC一般涉及到6個SFR:
?。ㄗⅲ阂陨蟂FR的具體內(nèi)容請參考CC2430中文手冊) 接下來,我們來重點關(guān)注一下 getTempurature 函數(shù),它是獲取溫度值的關(guān)鍵: ?。?)首先配置ADC單次采樣:令 ADCCON3=0x3E,選擇1.25V為系統(tǒng)電壓,選擇14位分辨率,選擇CC2430片內(nèi)溫度傳感器作為ADC轉(zhuǎn)換源 ?。?)然后令 ADCCON1 |= 0x30,設(shè)置ADC觸發(fā)方式為手動(即當ADCCON.6=1時,啟動ADC轉(zhuǎn)換) ?。?)接著令 ADCCON1 |= 0x40,啟動ADC單次轉(zhuǎn)換 ?。?)使用語句 while(!(ADCCON1 & 0x80)) 等待ADC轉(zhuǎn)換的結(jié)束 ?。?)轉(zhuǎn)換結(jié)果存放在ADCH[7:0](高8位),ADCH[7:2](低6位),通過: value = ADCL >> 2; value |= (ADCH << 6); 將轉(zhuǎn)換結(jié)果存進 value 中 ?。?)最后利用公式 temperature= value*0.06229-311.43 ,計算出溫度值并返回即可 CC2430 小貼士 你一定會對最后一個公式感到莫名其妙,為什么是一次函數(shù)?為什么其斜率為0.06229,其截距為211.43?OK,下面解惑之: 此溫度傳感器是位于CC2430片內(nèi)的,所以必然可以在其手冊中找到其介紹。果不其然,我在 電氣規(guī)范 這一節(jié)中找到了相關(guān)內(nèi)容,現(xiàn)截圖如下: 此表是描述溫度傳感器的溫度(℃)與輸出電壓(V)的關(guān)系。 首先看第二個紅框處:溫度系數(shù)?!跋禂?shù)”?是不是有點感覺?然后再看其單位:mV/℃,你就會恍然大悟,原來溫度與電壓的關(guān)系是線性的啊~ 即有: 其中V為輸出電壓值,T為溫度值,2.45為斜率。下面就要確定截距b了。 乍一看,我們會在第一個紅框處發(fā)現(xiàn)0℃時的電壓為743mV,那么b就等于743?不然,繼續(xù)往下看,你會發(fā)現(xiàn)其絕對誤差達到了8℃之多!然后往右看,我們會發(fā)現(xiàn)它已經(jīng)提供了最適合的截距,即:b=763,因此有如下公式: OK,現(xiàn)在我們已經(jīng)有了溫度傳感器的 輸入溫度T 和 輸出電壓V 的關(guān)系,接下來必須找到ADC的 輸入電壓V 與 輸出值N(即14位的轉(zhuǎn)換結(jié)果)的關(guān)系,才可最終找到N和T的轉(zhuǎn)換公式。 轉(zhuǎn)換結(jié)果N是14位的,當N=11 1111 1111 1111(二進制)時,輸出電壓應(yīng)為最大值(即參考電壓1.25V)。因此我們有下面的比例關(guān)系:
結(jié)合兩式,可導(dǎo)出T與N的關(guān)系: OVER~ 最后,稍微提一下為什么每次采樣需要進行64循環(huán)。因為傳感器在測定溫度時,難免會受到干擾或者隨機性的error,其得到的數(shù)據(jù)有時候會很夸張(比如說忽然出現(xiàn)10℃的變動,然后又瞬間回復(fù)正常。但我們知道溫度的變化是一個積分的過程,很少會出現(xiàn)那種在瞬間產(chǎn)生大幅度跳躍的情況)。因此我們采用了取平均值的方法來減少此類誤差。 (4)實驗結(jié)果 首先打開串口調(diào)試工具,然后下載程序并啟動,就會出現(xiàn)如下畫面:
到此,實驗結(jié)束。 三、結(jié)語 本篇介紹了ADC單次采樣的實現(xiàn)。下一節(jié),我們來介紹一種數(shù)據(jù)傳輸模式 DMA(direct memory access),即“直接內(nèi)存存取”。ADC/UART/RF收發(fā)器等外設(shè)單元和存儲器件之間,可以直接在“DMA控制器”的控制下交換數(shù)據(jù)而幾乎不需要CPU的干預(yù),因此可大大提高了系統(tǒng)的整體效率。 0
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