既然Kinetis主打的是高精度，那我们当然要让这个优势发挥到淋漓尽致了，为保证片内ADC的精度和线性度，Freescale在ADC内部集成了自校准功能，这部分最近有人也问过我，我觉着还是写出来分享给大家好了。
在嵌入式系统设计中，高精度的模拟数字转换器(ADC)对于许多应用至关重要，尤其是在医疗、电力和工业控制等领域。Kinetis系列微控制器(MCU)由Freescale（现为NXP的一部分）开发，以其内置的16位ADC而著称，提供了出色的精度。16位ADC的最大分辨率意味着它可以达到13.5位的有效数字位(ENOB)，远超市场上其他12位ADC的10位ENOB。虽然高速和高精度通常是矛盾的，但Kinetis的ADC在12位模式下也能保持较高的采样率。
为了充分利用这种高精度，Freescale在Kinetis ADC中集成了自校准功能。自校准是为了补偿温度变化、电源波动以及制造过程中可能出现的不精确因素，确保ADC的线性和精度。如图所示，未校准的ADC转换结果（黄色线）与理想值（蓝色线）存在差异，虽然在某些情况下这种差异可能很小，但在恶劣环境下或对精度要求极高的应用中，进行ADC校准是必要的。
Kinetis ADC的自校准并非完全自动化的过程，而是半自动的。通过设置特定的寄存器位启动校准，然后等待校准完成。但关键在于，校准完成后，需要手动处理校准结果，将其应用到相关的寄存器中。这个过程涉及对ADC模块的配置，例如启用硬件平均、选择适当的输入时钟频率、设置参考电压等。在常温下进行校准可以获得最佳效果。
以下是一个简化的自校准代码示例：
1. 配置ADC模块：
```c
ADC0_SC1A = 0|ADC_CFG1_ADIV(3) | ADC_CFG1_ADLSMP_MASK| ADC_CFG1_MODE(3) | ADC_CFG1_ADICLK(1);
ADC0_SC2A = 0 | 0 | ADC_CFG2_ADHSC_MASK| ADC_CFG2_ADLSTS(0);
ADC0_CV1 = 0x1234u;
ADC0_CV2 = 0x5678u;
ADC0_SC2 = 0 | 0 | ADC_SC2_REFSEL(0);
ADC0_SC3 = 0| 0 | ADC_SC3_AVGE_MASK | ADC_SC3_AVGS(3);
ADC0_SC1A= 0| 0 | ADC_SC1_ADCH(31);
```
2. 启动校准：
```c
ADC0_SC3 |= ADC_SC3_CAL_MASK; // Set the calibration bit
while((ADC0_SC3 & ADC_SC3_CAL_MASK) != 0); // Wait for calibration to complete
```
3. 处理校准结果：
```c
// Read and process the calibration values from ADC0_CAL0 and ADC0_CAL1 registers
uint16_t offset_cal = ADC0_CAL0;
uint16_t gain_cal = ADC0_CAL1;
// Apply the calibration values to the appropriate registers
// This part depends on the specific Kinetis device and its ADC implementation
// Typically involves adjusting ADC0_OFFS and ADC0_GAIN registers
ADC0_OFFS = ...; // Apply the offset calibration
ADC0_GAIN = ...; // Apply the gain calibration
```
在实际应用中，开发者需要根据具体型号的Kinetis MCU和其对应的参考手册，正确地处理和应用校准后的值。自校准流程完成后，ADC的转换结果将更加接近理论值，从而提高整个系统的测量准确度。
Kinetis ADC的自校准功能是保证其高精度的关键，通过合理的配置和处理，可以有效提升系统的性能。理解和掌握这一功能对于开发高精度嵌入式系统来说是至关重要的。
