九、A-D转换器获取温度_adc查表法转换温度-优快云博客

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9.1 ADC简介

AD转换器（Analog-to-Digital Converter，模数转换器）是一种将连续的模拟信号（如电压、电流）转换为离散的数字信号（二进制代码）的电子器件。它是连接现实模拟世界与数字系统的桥梁，广泛应用于数据采集、传感器信号处理、通信系统等领域。

LPC1100系列中有10位逐次逼近式ADC，在8个引脚中实现输入多路复用。逐次逼近式在算法上就叫做二分，通过十次二分，求得引脚上的电压值。通过读到的十位数字，线性映射到电压上即可。具体如下图

因为每次二分都会比较出来一位，具体如下

第一次二分：将输入电压与中间值（Vref/2Vref/2）比较，确定输入电压是在上半部分还是下半部分。
第二次二分：根据第一次的结果，将范围缩小到 Vref/4Vref/4 或 3Vref/43Vref/4，再次比较。
重复：每次比较都将范围缩小一半，直到完成 10 次二分搜索，最终确定输入电压的精确值。

得到十位结果之后，除以2^10 - 1 再乘以 3.3v就是最终得到的电压

实际使用时，以上内部二分原理用不到（≈白学了，实则不然，更清晰了），我们只需要启动ADC，等待转换完成，从数据寄存器读取结果然后套个公式就行了。

一句话，ADC就是模拟转数字求引脚电压的。

9.2 被采样器件 KNTC0603/10KF3950 简介

9.2.1 基本特性

KNTC0603/10KF3950 是一种 负温度系数热敏电阻（NTC Thermistor） 的型号。

NTC（Negative Temperature Coefficient）热敏电阻，即电阻值随温度升高而减小

封装：0603（表示尺寸为 0.06 英寸 × 0.03 英寸，即 1.6mm × 0.8mm）。
标称电阻值：10kΩ（在 25°C 时的电阻值）。
B 值：3950K（B 值是描述热敏电阻温度特性的参数，B 值越大，温度变化对电阻值的影响越明显）。

9.2.2 主要参数

9.2.3 工作原理

先看电路图

R / （R + 10k）*V = ADCvalue / 2^10 * V

R = 10k * ADC / (2^10 - ADC)

原理就是ADC转换得到PIO1_11处的电压值，然后根据分压得到该热敏电阻的阻值，阻值与温度之间有一种神秘的关系，然而数据手册不语，打了几张RT表。。。

KNTC0603/10KF3950 -PDF数据手册-参考资料-立创商城

9.3 寄存器

9.3.1 控制寄存器 AD0CR

位	符号	描述
7:0	SEL	选择采样和转换的输入脚第16位的BURST控制了两种模式 BURST = 0 软件控制模式下，只能有一个位被置1，也就是只能有一个通道开 BURST = 1 硬件控制模式下，可选用任意数目的通道另外，把全部为0当作为0x01，即通道0开
15:8	CLKDIV	APB时钟（PCLK）进行分频（/（CLKDIV + 1）），得到AD转换时钟，考虑到各方面原因，该时钟必须小于等于 4.5 MHz ，而且通常情况要求CLKDIV尽量小（ADCLK 越高，AD 转换的速度越快，可快速采样，提高效率和性能），这时就应该选择合适的值使得AD时钟接近甚至等于4.5MHz
16	BURST	0 软件控制模式，转换由软件控制，11个时钟完成一次 1 硬件控制模式，以[19:17]位CLKS选择的速率从低位到高位扫描，对[7:0]位SEL中置一的进行转换 BURST置1则[26:24]START必须为0
19:17	CLKS	硬件扫描模式下每次转换占用的时钟数以及AD0DRn中转换结果的有效位数，最高十次二分对吧 000 11个时钟/10位 001 10个时钟/9位 010 9个时钟/8位 011 8个时钟/7位 100 7个时钟/6位 101 6个时钟/5位 110 5个时钟/4位 111 4个时钟/3位
23:20		保留
26:24	START	BURST = 0软件控制模式下，第27位EDGE指定的边沿下，选中的位何时启动 000 不启动 001 立即启动转换 010 边沿出现在PIO0_2/SSEL/CT16B0_CAP0时启动 011 边沿出现在PIO1_5/DIR/CT32B0_CAP0时启动 100 边沿出现在CT32B0_MAT0时启动 101 边沿出现在CT32B0_MAT1时启动 110 边沿出现在CT16B0_MAT0时启动 111 边沿出现在CT16B0_MAT1时启动
27	EDGE	只有在[26:24]START 在 010~111时有效 0 所选信号的上升沿 1 所选信号的下降沿
31:28		保留

9.3.2 全局数据寄存器 AD0GDR

包含最近一次A-D转换的结果

位	符号	描述
5:0		未使用（10次二分，最多十位）
15:6	V/VREF	二分得到的值也就是真实电压与最大电压的比
23:16		多的连续的A-D值从[15:6]溢出到这里，防止影响高位
26:24	CHN	LS位转换通道
29:27		未使用，未来CHN扩展
30	OVERRUN	提示系统可能存在数据处理不及时或数据丢失的问题 BURST模式下，LS位结果的转换有一个或多个转换结果丢失或被覆盖，该位会置一
31	DONE	A-D转换结束该位会置一读该寄存器和写ADCR都会清零该位转换过程中读ADCR会置位该位并启动新转换

9.3.3 状态寄存器 AD0STAT

位	符号	描述
7:0	DONE[7:0]	反映每个A-D通道的结果寄存器中DONE的状态
15:8	OVERRUN[7:0]	反映每个A-D通道的结果寄存器中OVERRUN的状态, 允许同时检查所有A-D状态
16	ADINT	A-D中断标志。任何一条A-D通道的DONE置一且使能A-D产生中断时，该位置一
31:17		保留

9.3.4 中断使能寄存器 AD0INTEN

位	符号	描述
7:0	AD0INTEN[7:0]	哪一位置一，哪一位转换结束就会产生中断
8	ADGINTEN	0 相当于无效 1 [7:0]位当无效处理，任意通道A-D转换结束都产生中断，即全部使能
31:9		未使用，全0

9.3.5 数据寄存器 AD0DR0~AD0DR7

保存各个通道的转换结果及一些标志

位		描述
5:0		未用，二分次数不够
15:6	V/VREF	采样到的数据
29:16		未用，低位溢出的到这
30	OVERRUN	BURST模式下数据处理不及时或数据丢失置一
31	DONE	A-D转换完成时该位置一，在读寄存器时清零

9.4 读取温度

此处使用了32位定时器以2Hz发送信号，每次在中断里手动转换

有个小问题就是，不知道边沿转换怎么实现的

main.c

#include <LPC11xx.h>
#include "LED.h"
#include "Button.h"
#include "TIMER.h"
#include "UART.h"
#include "string.h"
#include "ADC.h"
int main(void)
{
	LED_Init();
    LED_ON();
    UART_Init();
    
    char message[] = "Hello, ADC!";// 定义要发送的数据
    int length = strlen(message); // 计算数据长度，不包括结束符 '\0'
    UART_Send(message, length);	// 调用UART_Send函数发送数据
	
	ADC_init();
	TMR32B0_Init();
	
    while (1)
    {
		
    }
}

ADC.c

#include "ADC.h"
#include "UART.h"
uint32_t ADC7Value = 0; // 采样值
void ADC_init(void)
{
	LPC_SYSCON -> SYSAHBCLKCTRL |= (1UL << 6) | (1UL << 16); //使能GPIO和IO配置时钟
	
	LPC_IOCON -> PIO1_11 &= ~0x9f; // 把P1.11引脚选择模拟输入方式
	LPC_IOCON -> PIO1_11 |= 0x01; // 将PIO1_11 配置为AD7

	LPC_SYSCON -> PDRUNCFG &= ~(1UL << 4);  // 打开电源
	LPC_SYSCON -> SYSAHBCLKCTRL |= (1UL << 13);// 使能ADC时钟 
	
	LPC_ADC -> CR = (1UL << 7) |       	//选择AD7引脚 
					(23UL << 8)|		//ADC时钟24MHz/24 	
					(0UL << 16)|		//BURST = 0,软件控制模式		
					(0UL << 17)|		//11个时钟/10位
					(0UL << 24)| 		// 不启动
					(0UL << 27);		//MAT信号上升沿启动转换
	LPC_ADC->INTEN =  (1UL << 7); //AD7使能中断
	NVIC_EnableIRQ(ADC_IRQn); //使能ADC中断
}

#include <math.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
// 网上找的求温度的代码
float resistance2Temperature(float R1) 
{
  float B = 3950.0f;
  float R2 = 10000.0f;
  float T2 = 25.0f;
  return (1.0 / ((1.0 / B) * log(R1 / R2) + (1.0 / (T2 + 273.15))) - 273.15);
}

void ADC_IRQHandler()
{
	uint32_t regVal;
	regVal = LPC_ADC -> STAT; // 读状态寄存器
	if((regVal & 0xFF) & (0x01 << 7)) // 如果通道7 A-D转换完成
	{
		ADC7Value = (LPC_ADC -> DR[7] >> 6) & 0x3FF; //读取AD7的值,读完自动清除中断
		
		float R = ADC7Value / (1024.0f - ADC7Value) * 10000.0f;
		float T = resistance2Temperature(R);
		
		char buffer[20];
		int integerPart = (int)T; // 提取整数部分
		int decimalPart = (int)((T - integerPart) * 1000); // 提取小数部分（保留3位）
		sprintf(buffer, "%d.%03d", integerPart, decimalPart); // 格式化为字符串

		UART_Send(buffer, strlen(buffer));
	}

}

ADC.h

#ifndef _ADC_H_
#define _ADC_H_

#include <LPC11XX.h>
void ADC_init(void);


#endif

TIMER.c

#include "TIMER.h"
#include "UART.h"

void TMR32B0_Init(void)//32位定时器0初始化  设置中断时间 MR0/SystemCoreClock *(PR + 1) = 0.01s
{
	LPC_SYSCON->SYSAHBCLKCTRL |= (1UL << 9);//使能32位定时器0的时钟
	LPC_TMR32B0->IR = 0x1F;//清除所有中断标志位
	LPC_TMR32B0->PR = 0;//设置分频系数
	LPC_TMR32B0->MCR = 3;//设置MR0匹配后复位TC并产生中断
	LPC_TMR32B0->MR0 = SystemCoreClock / 2 ; // 计数值 频率2Hz
	LPC_TMR32B0->TCR = 0x01;//启动定时器
	NVIC_EnableIRQ(TIMER_32_0_IRQn);//开中断
}

void TIMER32_0_IRQHandler(void)//32位定时器0中断子程序
{
	if(LPC_TMR32B0->IR & 0x01)//判断是否MR0中断
	{
		LPC_TMR32B0->IR = 0x01; // 清除第一中断标志位
		// 单次启动ADC
		LPC_ADC -> CR |= 1UL << 24;
	}

}


void TMR16B1_Init(void)
{
    LPC_SYSCON->SYSAHBCLKCTRL |= (1UL << 8) | (1UL << 16); // 16位定时器1时钟使能 | IO配置块时钟使能
    LPC_IOCON->PIO1_9 |= 0x01; // MAT0匹配IO1_9    
}

void TMR16B1_PWM_Mode(void)// PWM呼吸灯模式 1s 占空比0 -> 1 or 1 -> 0
{
    LPC_TMR16B1->TCR = 0x02;//定时器复位
    LPC_TMR16B1->PR = 99; // 分频系数
    LPC_TMR16B1->PWMC = 0x01;//设置MAT0为PWM输出
    LPC_TMR16B1->MCR = 0x02 << 9; //设置MR3匹配后复位TC；
    LPC_TMR16B1->MR3 = SystemCoreClock / 10000; // PWM周期设置为0.01s，设置中断时间
    LPC_TMR16B1->MR0 = LPC_TMR16B1->MR3 / 100;//MAT0初始化输出亮度1%
    LPC_TMR16B1->TCR = 0x01; // 启动定时器
}

// 匹配输出翻转
void TMR16B1_Blinky_Mode(void) // 闪烁灯模式 1s翻转一次
{    
    LPC_TMR16B1->TCR = 0x02;//定时器复位
    LPC_TMR16B1->PR = 999; // 分频系数；
    LPC_TMR16B1->MCR = 2; // 设置MR0匹配后复位TC不产生中断；
    LPC_TMR16B1->MR0 = SystemCoreClock / 1; // 定时1s
    LPC_TMR16B1->PWMC = 0x00;//设置MAT0不为PWM输出
    LPC_TMR16B1->EMR |= (3UL << 4);// MAT0外部匹配翻转
    
    LPC_TMR16B1->TCR = 0x01; //定时器启动
}

TIMER.h

#ifndef _TIMER_H_
#define _TIMER_H_

#include <LPC11xx.h>

void TMR32B0_Init(void);
void TMR16B1_Init(void);
void TMR16B1_PWM_Mode(void);
void TMR16B1_Blinky_Mode(void);

#endif