22.1精密ADC简介

高精度ADC模块是原生14位SAR模数转换，最高支持16位通过软件过采样精确度。 该模块实现了14位SAR内核，样本选择控制，以及多达32个独立的转换和控制缓冲区。 转换和控制缓冲区允许最多32个独立的模数转换器（ADC）样本进行转换和存储任何CPU干预。精密ADC功能包括：

•1-Msps最大转换速率，最大分辨率为14位

•单调14位转换器，无失码

•采样和保持，可编程采样周期由软件或定时器控制

•由软件或计时器启动转换

•软件可选的片内基准电压产生（1.2 V，1.45 V或2.5 V），可选择外部可用

•软件可选的内部或外部参考

•最多32个可单独配置的外部输入通道，单端或差分输入选择可得到

•为内部温度传感器和1/2 AV CC和四个更多的内部的内部转换通道某些器件上可用的通道（有关可用性和功能，请参见器件数据手册）

•独立的通道可选参考源，用于正参考

•可选转换时钟源

•单通道，重复单通道，序列（自动扫描）和重复序列（重复自动扫描）转换模式

•中断向量寄存器，用于快速解码38个ADC中断

•32个转换结果存储寄存器

•窗口比较器，用于低功率监视转换结果寄存器的输入信号

图22-1 给出了精密ADC的框图。 参考代位于参考模块（REF）。

注:MODCLK和SYSCLK分别来自MODOSC和SYSOSC。看到时钟系统(CS)章节获取更多信息。

有关可用的触发器源，请参见特定于设备的数据表。

有关内部通道0到3的可用性和功能，请参见特定于设备的数据表。

有关精确ADC外部输入的总数，请参见特定于设备的数据表频道。

REFOUT位出现在REF模块寄存器中。当ADC14VRSEL(0) = 1, REFOUT = 0时，内部引用缓冲区BUF_INT为启用和使用。

当ADC14VRSEL(0) = 1, REFOUT = 1时，外部引用缓冲区BUF_EXT为启用和使用。

当使用一个内部参考(ADC14VRSEL = 0001或1111),SHI_EN = 0→1时缓冲区被解析(ADC14RDYIFG = 1)。

当不使用内部引用时(ADC14VRSEL != 0001或1111)，SHI_EN

22.2 ADC精确操作

精密ADC模块采用用户软件配置。精度的设定和操作ADC将在下面的章节中进行描述。

22.2.1 14-Bit ADC Core

ADC核心将模拟输入转换为其14位数字表示。核心使用两个可编程电压级别(VR+和VR -)来定义转换的上限和下限。当输入信号等于或大于VR+时，数字输出(NADC)为全尺度(3FFFh)，当输入信号等于或小于VR -时为零。输入通道和参考电压电平

(VR+和VR -)定义在转换控制存储器中。

式7为单端模式ADC结果NADC的转换公式。

式8为微分模式下ADC结果NADC的转换公式。

式9描述单端模式ADC输出饱和时的输入电压。

方程10描述了ADC输出在差分模式下饱和时的输入电压。请注意，Vin+和Vin-都必须在选定的参考电压范围R+到VR-为有效的转换结果。 

高精度ADC核心由两个控制寄存器ADC14CTL0和ADC14CTL1配置。当ADC14ON = 0时，内核复位。当ADC14ON = 1时，复位被删除，当一个有效的转换被触发时，内核准备好启动。精密ADC在不使用时可以关闭，以节省电能。如果在转换过程中ADC14ON位被设置为0，转换将突然退出，所有内容都将关闭。几乎没有例外，精度ADC控制位只能修改时ADC14ENC = 0。在进行任何转换之前，必须将ADC14ENC设置为1。

转换结果总是以二进制无符号格式存储。对于差分输入，这意味着结果的偏移量为8192，从而使数字为正数。数据格式为ADC14DF在ADC14CTL1允许用户将转换结果读取为二进制无符号或有符号二进制(2s补码)

22.2.1.1转换时钟选择

ADC14CLK作为转换时钟。在选择脉冲放大模式时产生采样周期。使用ADC14SSELx位选择高精度ADC源时钟。输入时钟可以使用ADC14PDIV位除以1、4、32或64，然后使用ADC14DIV位除以1到8。ADC14CLK可能的来源是MODCLK、SYSCLK、ACLK、MCLK、SMCLK和HSMCLK。应用程序必须确保为ADC14CLK选择的时钟一直处于活动状态，直到aconversion结束。如果在转换过程中时钟被删除，则该操作不完成，且任何结果为无效的。

22.2.2精密ADC输入和复用器

可提供多达32个外部和多达6个内部模拟信号，转换通道为由模拟输入多路复用器选择。可用通道的数量是特定于设备的，并且是给定的特定于设备的数据表。输入多路复用器是一种先断路后断路的复用器，用于减少输入对输入通道切换产生的噪声注入(见图22-2)。输入多路复用器也是一个t开关最小化通道之间的耦合。未选择的通道与A/D和隔离中间节点连接模拟地(AVSS)，使杂散电容接地至消除串扰。精密ADC采用电荷重分布法。当输入在内部切换时开关动作可能引起输入信号的瞬变。这些瞬态物质先衰变，然后稳定下来导致错误的转换。

22.2.2.1模拟端口选择

精密ADC输入与数字端口引脚复用。当模拟信号应用于数字门时，寄生电流可以从VCC流向GND。如果输入电压接近栅极的过渡电平，就会产生寄生电流。禁用端口引脚的数字部分可以消除寄生电流流并减少总电流消耗。PySELx位提供了禁用端口pin输入和输出缓冲区的能力。

22.2.3电压参考

精密ADC模块可以使用芯片上的共享参考模块，该参考模块提供1.2 V、1.45 V和2.5 V三个可选电压级别(配置细节请参阅REF模块一章)VR +和VR -。这些参考电压可用于内部和外部的引脚VREF+。或者，可以通过引脚VREF+/VeREF+和VeREF-分别为VR+和VR -提供外部参考。TI建议在使用ADC14VRSEL设置时将VeREF-连接到机载地面1110或1111 b。

注:当内部引用与BUF_EXT (ADC14VRSEL = 0001b, REFOUT = 1)一起使用时，精度ADC的最大采样率为200ksp，在其他引用设置中，精度ADC的采样率最高可达1msp

22.2.4自动功率降低

高精度ADC是为低功耗应用而设计的。当精度ADC不主动转换时，内核将自动禁用，并在需要时自动重新启用。当需要时，MODOSC或SYSOSC也自动启用，以提供MODCLK或SYSCLK以精确ADC，当不需要时，为精确ADC或设备的其他部分禁用MODCLK或SYSCLK。

22.2.5功耗模式

高精度ADC支持两个功率模式选择通过ADC14PWRMD位在ADC14CTL1配置。ADC14PWRMD = 00b选择普通功率模式，ADC14PWRMD = 10b选择低功率模式。Precision ADC支持通过ADC14CTL1寄存器中的ADC14RES位选择8位、10位、12位和14位分辨率设置。

22.2.6样本与转换时间

采样与转换定时随着采样输入信号SHI的上升边缘开始模数测量。SHI的源是用SHSx位选择的，包括以下7个源:ADC14SC位，最多可包括计时器输出的其他7个源(有关可用源，请参阅特定于设备的数据表)。施样本输入信号时断言,ADC时钟精度要求后,tclk(最多3周期当“生成基于相同的时钟源的精度ADC或5周期不同的时钟源时,用于生成史信号),请求时钟。模拟-数字转换分别需要9、11、14和16个ADC14CLK周期，用于8位、10位、12位和14位分辨率模式。SHI信号源的极性可以用ADC14ISSH位进行反转。SAMPCON信号控制采样周期和转换的开始。当SAMPCON较高时，采样是活跃的。高到低的SAMPCON转换开始了模数转换。转换完成后，转换后的数据在1个周期(tdmove)内存储到ADC14MEMx寄存器。通过控制位ADC14SHP、扩展采样模式和脉冲模式定义了两种不同的采样定时方法。有关SHI源的可用计时器，请参见特定于设备的数据表。

22.2.6.1扩展样本模式当ADC14SHP = 0时选择扩展样本模式。SHI信号直接控制SAMPCON并定义样本周期tsample的长度。如果使用ADC内部缓冲区，应用程序应该断言样本触发器，等待ADC14RDYIFG标志被设置(指示ADC本地缓冲引用的精度已经确定)，然后在断言之前保持断言样本触发器一段时间。或者，如果使用内部ADC缓冲区，用户可以断言所需的样本时间的样本触发器，以及引用和缓冲区要解决的最大时间(具体到设备的数据表中提供了引用和缓冲区解决时间)。最大采样时间不得超过420秒。当ADC14VRSEL= 0001或1111时，使用ADC内部缓冲区。高到低的SAMPCON转换在与ADC14CLK相位校准后开始转换(见图22-3和表22-1)

22.2.6.2脉冲采样模式当ADC14SHP = 1时选择脉冲采样模式。SHI信号用于触发采样定时器。ADC14CTL0中的ADC14SHT0x和ADC14SHT1x位控制定义SAMPCON采样周期tsample的采样定时器的间隔。如果使用内部引用，则采样定时器在引用和内部缓冲区被解决时断言SAMPCON信号。在断言SAMPCON信号之前，需要tsync与ADC14CLK进行同步。脉冲采样模式下的总样本和转换周期见图22-4和表22-1。有一种自动扫描测量模式(见22.2.8节)，可以自动重复测量。在这种模式下，tclk和tsync只适用于第一次测量。在后续的测量中，这些周期是不适用的。ADC14SHTx位选择的采样时间是ADC14CLK的4倍。采样定时器的可编程范围为4 ~ 192 ADC14CLK周期。ADC14SHT0x选择ADC14MCTL8到ADC14MCTL23的采样时间，ADC14SHT1x选择ADC14MCTL0到ADC14MCTL7的采样时间，ADC14MCTL24到ADC14MCTL31的采样时间

表22-1总结了脉冲采样模式和扩展采样方式的采样和转换时间

(1)不包括参考结算时间

(2)基于精密ADC的同一时钟源产生SHI时最多3个周期，或使用不同时钟源产生SHI信号时最多5个周期

(3)连续转换

22.2.6.3样品定时注意事项

当SAMPCON = 0时，所有Ax输入均为高阻抗。当SAMPCON = 1时，选取的Ax输入在采样时间tsample中可以建模为RC低通滤波器(图22-5)。一个内部的互连输入电阻RI(见设备专用数据表)与电容器CI串联(参见特定于设备的数据表)由源查看。电容CI电压VC必须被充电到源电压VS