deyu35 发表于 2015-3-22 15:41:06

C8051F340的ADC差分输入测量值偏小是怎么回事?

先说一下情况:
单端测量的时候,即P1.1作为输入的时候,测量是准确的
差分测量的时候,P1.1是AIN+,P1.2是AIN-, P1.1 = 2V,P1.2 = 1V
测量结果mv = 498mv

测量条件:
参考电压是内部参考电压=2.44V,SAR CLOCK = 3MHZ,采用内部时钟=12MHZ

请帮忙看一下程序,是哪里出问题了呢?
主要是看ADC初始化和ADC中断函数

程序如下:
//-----------------------------------------------------------------------------
// Includes
//-----------------------------------------------------------------------------

#include "c8051F340.h"               // SFR declarations
#include <stdio.h>

//-----------------------------------------------------------------------------
// 16-bit SFR Definitions for 'F34x
//-----------------------------------------------------------------------------

sfr16 TMR2RL   = 0xca;               // Timer2 reload value
sfr16 TMR2   = 0xcc;               // Timer2 counter
sfr16 ADC0   = 0xbd;               // ADC0 result

//-----------------------------------------------------------------------------
// Global CONSTANTS
//-----------------------------------------------------------------------------

#define SYSCLK       12000000          // SYSCLK frequency in Hz
#define BAUDRATE   115200            // Baud rate of UART in bps

sbit LED = P2^2;                     // LED='1' means ON

//-----------------------------------------------------------------------------
// Function PROTOTYPES
//-----------------------------------------------------------------------------

void SYSCLK_Init (void);
void PORT_Init (void);
void Timer2_Init(void);
void ADC0_Init(void);
void UART0_Init (void);

//-----------------------------------------------------------------------------
// MAIN Routine
//-----------------------------------------------------------------------------

void main (void)
{
   PCA0MD &= ~0x40;                  // WDTE = 0 (clear watchdog timer
                                       // enable)

   SYSCLK_Init ();                     // Initialize system clock to
                                       // 24.5MHz
   PORT_Init ();                     // Initialize crossbar and GPIO
   Timer2_Init();                      // Init Timer2 to generate
                                       // overflows to trigger ADC
   UART0_Init();                     // Initialize UART0 for printf's
   ADC0_Init();                        // Initialize ADC0

   EA = 1;                                                                 // enable global interrupts
   while (1) {                         // spin forever
   }
}

//-----------------------------------------------------------------------------
// Initialization Subroutines
//-----------------------------------------------------------------------------

//-----------------------------------------------------------------------------
// SYSCLK_Init
//-----------------------------------------------------------------------------
//
// Return Value:None
// Parameters:    None
//
// This routine initializes the system clock to use the internal 12MHz
// oscillator as its clock source.Also enables missing clock detector reset.
//
//-----------------------------------------------------------------------------
void SYSCLK_Init (void)
{
   OSCICN = 0x83;                      // configure internal oscillator for
                                       // 12MHz / 1
   RSTSRC = 0x04;                      // enable missing clock detector
}

//-----------------------------------------------------------------------------
// PORT_Init
//-----------------------------------------------------------------------------
//
// Return Value:None
// Parameters:    None
//
// Configure the Crossbar and GPIO ports.
// P0.4 - UART TX (push-pull)
// P0.5 - UART RX
// P1.1 - ADC0 analog input
// P2.2 - LED (push-pull)
//
//-----------------------------------------------------------------------------
void PORT_Init (void)
{
   XBR0   = 0x01;                  // Enable UART0
   XBR1   = 0x40;                  // Enable crossbar and weak pull-ups
   P0MDOUT |= 0x10;                  // Set TX pin to push-pull
   P2MDOUT |= 0x04;                  // enable LED as a push-pull output
   P1MDIN &= ~0x06;                  // set P1.1 as an analog input
   P1SKIP&= ~0x06;                  //datasheet上说要skip
}

//-----------------------------------------------------------------------------
// Timer2_Init
//-----------------------------------------------------------------------------
//
// Return Value:None
// Parameters:    None
//
// Configure Timer2 to 16-bit auto-reload and generate an interrupt at 100uS
// intervals.Timer 2 overflow automatically triggers ADC0 conversion.
//
//-----------------------------------------------------------------------------

void Timer2_Init (void)
{
   TMR2CN= 0x00;                     // Stop Timer2; Clear TF2;
                                       // use SYSCLK as timebase, 16-bit
                                       // auto-reload
   CKCON|= 0x10;                     // select SYSCLK for timer 2 source
   TMR2RL= 65535 - (SYSCLK / 10000); // init reload value for 100uS
   TMR2    = 0xffff;                   // set to reload immediately
   TR2   = 1;                        // start Timer2
}

//-----------------------------------------------------------------------------
// ADC0_Init
//-----------------------------------------------------------------------------
//
// Return Value:None
// Parameters:    None
//
// Configures ADC0 to make single-ended analog measurements on pin P1.1
//
//-----------------------------------------------------------------------------

void ADC0_Init (void)
{
   ADC0CN = 0x02;                      // ADC0 disabled, normal tracking,
                                       // conversion triggered on TMR2 overflow

   REF0CN = 0x03;                      // Enable on-chip VREF and buffer

   AMX0P = 0x13;                     // ADC0 positive input = P1.1
   AMX0N = 0x14;                     // ADC0 negative input = P1.2
                                       //Differential mode

   ADC0CF = ((SYSCLK/3000000)-1)<<3;   // set SAR clock to 3MHz

   ADC0CF &= ~0x04;                     // right-justify results

   EIE1 |= 0x08;                     // enable ADC0 conversion complete int.

   AD0EN = 1;                        // enable ADC0
}

//-----------------------------------------------------------------------------
// UART0_Init
//-----------------------------------------------------------------------------
//
// Return Value:None
// Parameters:    None
//
// Configure the UART0 using Timer1, for <BAUDRATE> and 8-N-1.
//
//-----------------------------------------------------------------------------

void UART0_Init (void)
{
   SCON0 = 0x10;                     // SCON0: 8-bit variable bit rate
                                       //      level of STOP bit is ignored
                                       //      RX enabled
                                       //      ninth bits are zeros
                                       //      clear RI0 and TI0 bits
   if (SYSCLK/BAUDRATE/2/256 < 1) {
      TH1 = -(SYSCLK/BAUDRATE/2);
      CKCON |=0x08;                  // T1M = 1; SCA1:0 = xx
   } else if (SYSCLK/BAUDRATE/2/256 < 4) {
      TH1 = -(SYSCLK/BAUDRATE/2/4);
      CKCON &= ~0x0B;                  // T1M = 0; SCA1:0 = 01
      CKCON |=0x01;
   } else if (SYSCLK/BAUDRATE/2/256 < 12) {
      TH1 = -(SYSCLK/BAUDRATE/2/12);
      CKCON &= ~0x0B;                  // T1M = 0; SCA1:0 = 00
   } else if (SYSCLK/BAUDRATE/2/256 < 48) {
      TH1 = -(SYSCLK/BAUDRATE/2/48);
      CKCON &= ~0x0B;                  // T1M = 0; SCA1:0 = 10
      CKCON |=0x02;
   } else {
      while (1);                     // Error.Unsupported baud rate
   }

   TL1 = TH1;                        // init Timer1
   TMOD &= ~0xf0;                      // TMOD: timer 1 in 8-bit autoreload
   TMOD |=0x20;
   TR1 = 1;                            // START Timer1
   TI0 = 1;                            // Indicate TX0 ready
}

//-----------------------------------------------------------------------------
// Interrupt Service Routines
//-----------------------------------------------------------------------------

//-----------------------------------------------------------------------------
// ADC0_ISR
//-----------------------------------------------------------------------------
//
// This ISR averages 2048 samples then prints the result to the terminal.The
// ISR is called after each ADC conversion which is triggered by Timer2.
//
//-----------------------------------------------------------------------------

void ADC0_ISR (void) interrupt 10
{

   staticlong accumulator = 0;   // Accumulator for averaging
   static unsigned int measurements = 2048;// Measurement counter
   unsigned long result=0;
   unsigned long mV;                         // Measured voltage in mV

   AD0INT = 0;                               // Clear ADC0 conv. complete flag

   accumulator += ADC0;
   measurements--;

   if(measurements==0)
   {
      measurements = 2048;
      result = accumulator / 2048;
      accumulator=0;

      // The 10-bit ADC value is averaged across 2048 measurements.
      // The measured voltage applied to P1.4 is then:
      //
      //                           Vref (mV)
      //   measurement (mV) =   --------------- * result (bits)
      //                     (2^10)-1 (bits)

      mV =result * 2440 / 1023;   
      printf("P1.1 voltage: %ld mV\n",mV);
   }

   LED=~LED;                           // Toggle LED
}

deyu35 发表于 2015-3-22 18:58:07

居然没有人看,还是我自己孤芳自赏吧
问题已解决:
百度问题的时候,看到网页上说结果是以二进制的补码形式保存的,于是重新看了一下DATASHEET,发现果然如此,又奇妙的发现当差分输入的时候,测量范围是VREF~VREF*511/512,后面也有对应的示例ADC的值,发现在计算实际电压值的时候,应当是除以512而不是1023,一运行,果然如此。
心情从此晴朗

yufeistudio 发表于 2015-3-22 19:11:37

新华龙51片子性价比太低了,用ARM吧

deyu35 发表于 2015-3-22 22:25:28

yufeistudio 发表于 2015-3-22 19:11
新华龙51片子性价比太低了,用ARM吧

ARM还没学过,现在一直在用C8051F系列的单片机,等有机会就接触一下ARM

sos9616 发表于 2015-5-5 11:27:36

LZ你好,我也在用F340,由于论坛等级限制,不能发消息,留个联系方式,大家互相交流下。

deyu35 发表于 2015-5-5 15:32:17

sos9616 发表于 2015-5-5 11:27
LZ你好,我也在用F340,由于论坛等级限制,不能发消息,留个联系方式,大家互相交流下。 ...

QQ: 1093699313 山风

魏道志 发表于 2015-5-5 16:28:26

新龙华的单片机我也刚接触,感觉不怎么地。。。。

deyu35 发表于 2015-5-6 08:37:15

过去好久,忘了来这里说明一下原因了。
问题出在差分输入和单端输入的差别上,单端输入的时候mV =result * 2440 / 1023;但差分输入的时候,mV =result * 2440 / 512;(或是/511)。
这个是在查数据手册的时候看到的,单端输入的最大输入值是VREF*1023/1024,差分输入的最大值是VREF*511/512,再算一算上面给的例子,得出的结果就是上一行所说的。
在英文数据手册的第42页   

deyu35 发表于 2015-5-6 08:38:37

魏道志 发表于 2015-5-5 16:28
新龙华的单片机我也刚接触,感觉不怎么地。。。。

还不熟悉的原因,比传统的51强多了,别的不说,就说在线调试这一点,就非常方便

魏道志 发表于 2015-5-6 10:31:42

deyu35 发表于 2015-5-6 08:38
还不熟悉的原因,比传统的51强多了,别的不说,就说在线调试这一点,就非常方便 ...

恩恩,就是性价比不高,大家现在都用ARM,,,我也不明白公司为什么用新龙华这款

lansen0815 发表于 2015-5-6 11:18:20

c8051f 混合信号做的还是不错的就是性价比差

aqihuang1437 发表于 2016-11-29 19:07:05

楼主说的二进制补码是什么情况?,新手求指导,我用开发板的测试程序ADC串口输出可以,想用屏12864显示就不行
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