数模转换（ADC）、IIC、2440内部IIC寄存器、主机发送、主机接收

我要成为嵌入式高手之4月15日ARM第八天！！
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ADC

概念

ADC是模拟到数字转换器的缩写。是一种电子设备或者模块。用于将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号，以便数字系统能够对其进行处理和分析。

模拟量和数字量的特点

模拟信号一般是指连续变化的电压信号，其数值在一定范围内变化。而数字信号是由一系列离散的数字表示，只能取有限的值，通常以二进制的形式表示。

ADC的分辨率

逐次逼近法比较的次数决定了测量的精度，这个精度称为ADC的分辨率

ADC的转换原理

ADC的工作原理是将模拟信号分割成一系列离散的取样，并将每个取样值转换为相应的数字表示

涉及到两个步骤：

        1、采样：ADC将连续变化的模拟信号在一定时间间隔进行取样。取样频率决定了每秒采集到的样本数，通常以Hz表示；采样过程 通过保持并测量模拟信号在每个采样时间点的电压值来实现。

        2、量化：采样得到的连续模拟信号经过量化转换为数字形式。量化是将每个采样值映射到一个离散的数字值的过程。通常通过比较采样值与参考电压之间的差异，并将其转换为数字表示。

模/数转换器及触摸屏接口

10 位 CMOS ADC（模/数转换器）是一个 8 通道模拟输入的再循环类型设备。

特性

– 分辨率：10 位

– 差分线性误差：± 1.0 LSB

– 积分线性误差：± 2.0 LSB

– 最大转换率：500 KSPS

– 功耗低

– 供电电压：3.3V

– 模拟输入范围：0 至 3.3V

– 片上采样-保持功能

– 普通转换模式

– 分离的 X/Y 方向转换模式

– 自动（顺序）X/Y 方向转换模式

– 等待中断模式

A/D 转换时间

当 PCLK 频率在 50MHz 并且预分频器的值为 49 时，共 10 位的转换时间如下：

A/D 转换器频率 = 50MHz / (49+1) = 1MHz

转换时间 = 1/(1MHz / 5 周期) = 1/200KHz = 5µs

ADC 和触摸屏接口特殊寄存器

ADC 控制寄存器（ADCCON）

ADC 转换数据寄存器（ADCDAT0）

用串口调试

void adc_init(void)
{
	ADCCON |= (1 << 14);
	ADCCON &= ~(0xFF << 6);
	ADCCON |= (49 << 6);
	ADCCON &= ~(7 << 3);
	ADCCON &= ~(1 << 2);
	ADCCON &= ~(1 << 1);	
}

unsigned short do_adc(void)
{
	ADCCON |= (1 << 0);
	
	while ((ADCCON & (1 << 15)) == 0);
	
	//结束的结果放在ADCDAT0寄存器
	return ADCDAT0 & 0x3FF;	
}
#include "clock.h"
#include "led.h"
#include "adc.h"
#include "uart.h"
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(void)
{
	unsigned short ret;	
	char s[32];

	clock_init();
	adc_init();
	uart0_init();	

	while (1)
	{
		ret = do_adc();
		sprintf(s, "%u", ret);
		uart0_send_buffer((unsigned char *)s, strlen(s));
		delay(0x3FFFF);
	}
}

ADC 控制寄存器（ADCCON）的读启动A/D转换：只要读走数据，下次就立马启动转换

解决误差

1、硬件加入滤波

2、软件采集时连续采集多个点，然后均值滤波、最小二乘法等算法进行求值

IIC（I2C）

概念：

        中文叫集成电路总线。是一种同步串行半双工通信总线方式。所有挂载在IIC总线上的设备都有两根信号线，一根是数据线SDA，另一根是时钟线SCL。这两个信号都是双向的。

时序逻辑：

        1、IIC总线规定，设备在空闲时，两根总线都处于高电平状态。为保证这种状态，数据线SDA和时钟线SCL都要 外接上拉电阻。

        2、每次通信前，发送方先发送一个“起始信号”（SCL为高电平时，SDA发送一个低电平）；当其他设备接收到这个起始信号后，将进行一次“总线仲裁”（除了发送起始信号以外的其他设备都处于聆听状态）

        3、数据传输时，时钟线 SCL 上的信号为高电平期间，数据线 SDA 上的数据必须保持稳定；时钟线SCL为低电平时，数据线SDA上的电平才允许变化；SCL信号由发送端提供。输出到数据线SDA上的每个字节必须是八位；数据传输时先传输最高位MSB，后传输最低位LSB。

        4、发送端每发送一个字节，就在时钟脉冲9期间释放数据线SDA，由接收器反馈应答信号：主机SCL拉高，读取从机SDA的电平。有效应答位ACK：接收器在第9个时钟脉冲之前的低电平期间将数据线SDA拉低，并且确保在该时钟的高电平期间为稳定的低电平。
        SDA低电平：规定为有效应答位（ACK），表示接收器成功接收该字节。
        SDA为高电平：规定为非应答位（NACK），表示接受器没有成功接收该字节。

        5、发送方发送完最后一个bit后，需要发送一个结束标志位：SCL为高电平时，数据线SDA由低向高跳变。

一个板子最多装载8块AT24C08（A0,A1,A2组合）

时序图

1、字节写

START：2440

2、页写

3、当前地址读

5、随机读

6、连续读

2440内部IIC寄存器

        S3C2440A RISC（经典指令集） 微处理器可以支持一个多主控 IIC 总线串行接口。一条专用串行数据线（SDA）和一条专用 串行时钟线（SCL）传递连接到 IIC 总线的总线主控和外设之间的信息。SDA 和 SCL 线都为双向的。

S3C2440A 的 IIC 总线接口有 4 种工作模式：

1、主机发送模式  2、主机接收模式 3、从机发送模式 4、从机接收模式

1、主机发送模式 

端口 E 控制寄存器（GPECON，GPEDAT，GPEUP）

多主机 IIC 总线控制（IICCON）寄存器

IIC总线应答使能置1：当2440往24c02写数据时，24c02发送应答信号时，2440会产生中断

发送时钟值不：能超过400k

中断模式（INTMOD）寄存器

中断屏蔽（INTMSK）寄存器

中断偏移（INTOFFSET）寄存器

初始化函数：

void iic_init(void)
{
	GPECON |= (2 << 28) | ((unsigned int)2 << 30);
	IICCON |= (1 << 7) | (1 << 6) | (1 << 5);
	IICCON &= ~(0x0F << 0);	
	
	INTMOD &= ~(1 << 27);
	INTMSK &= ~(1 << 27); 		
}

unsigned int iic_isr;

void iic_handle(void)
{
	iic_isr = 1;	
}

void do_wait_ack(void)
{
	iic_isr = 0;
	IICCON &= ~(1 << 4);
	while (iic_isr == 0)
	{
		delay(0x4000);
	}
}

1、主机发送函数

void write_24c02(unsigned char address, unsigned char *pdata, unsigned int len)
{
	IICSTAT = 0xF0;
	
	IICDS = 0xA0;//24c02地址
	do_wait_ack();
	
	IICDS = address;//24C02内部数据将要存储的地址
	do_wait_ack();

	while (len != 0)
	{
		IICDS = *pdata++;
		do_wait_ack();
		--len;		
	}

	IICSTAT = 0x0D;
	IICCON &= ~(1 << 4);
	delay(0x4000);
}

2、主机接收模式

主机接收函数：

void read_24c02(unsigned char address, unsigned char *pdata, unsigned int len)
{
	unsigned int i;
	
	IICCON |= (1 << 7);
	IICSTAT = 0xF0;
	IICDS = 0xA0;//24c02地址
	do_wait_ack();
	
	IICDS = address;
	do_wait_ack();

	IICSTAT = 0xB0;
	IICDS = 0xA0;
	do_wait_ack();

	*pdata = IICDS;
	do_wait_ack();

	for (i = 0; i < len; ++i)
	{
		if (i == len - 1)
		{
			IICCON &= ~(1 << 7);
			*pdata++ = IICDS;
			IICCON &= ~(1 << 4);
			delay(0x4000);
		}
		else
		{
			*pdata++ = IICDS;
			do_wait_ack();
		}
	}
	IICSTAT = 0x90;
	IICCON &= ~(1 << 4);
	delay(0x4000);		
}

main.c

int main(void)
{
	char s[128] = {0};

	wdt_init();
	clock_init();
	uart0_init();
	eint_init();
	iic_init();
		
	pos = 0;

	write_24c02(0, "hello world", strlen("hello world"));
	read_24c02(0, (unsigned char *)s, 15);		
	//uart0_send_buffer((unsigned char *)s, 15);
	while (1)
	{
   		if (pos != 0)
		{
			delay(0x3FFFF);
			write_24c02(0, rcvBuffer, pos);
			delay(0x3FFF);
			read_24c02(0, (unsigned char *)s, pos);
			uart0_send_buffer((unsigned char *)s, pos);
			pos = 0;			
		}
	}	
}

此外还应该打开中断和串口进行调试

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