在讲解K60内部ADC模块的转换时间计算之前,首先要明确什么是ADC。ADC,即模数转换器(Analog-to-Digital Converter),是一种将模拟信号转换成数字信号的电子组件。在单片机等微控制器中,ADC模块广泛用于将传感器的模拟输出转换为可以通过数字逻辑处理的数字信号。 K60系列单片机是基于ARM Cortex-M4内核的微控制器系列,被广泛应用于工业、消费电子等领域。这一系列单片机内部集成了高性能的ADC模块,这些模块具有高精度的采样能力,并支持多种采样方式。 在进行ADC模块的采样转换时间测试时,需要了解影响转换时间的关键因素。这些因素包括ADICLK(ADC输入时钟源)的配置、ADCK(ADC转换时钟)的分配比率、ADLSMP(采样时间长短)的配置、ADHSC(高速转换时间)的使用情况以及硬件平均因子(Average Num)的设置等。 根据文件内容提供的转换时间计算公式: conversionTime = SFCAdder + AverageNum * (BCT + LSTAdder + HSCAdder) 我们可以看到,转换时间由三部分组成:SFCAdder(开始转换的时间附加),AverageNum(硬件平均因子),以及括号内各项相加的结果(BCT基准转换时间、LSTAdder采样时间附加以及HSCAdder高速转换时间附加)。 基准转换时间(BCT)是完成一次16位单工采样的基本时间。采样时间附加(LSTAdder)是根据ADLSMP的配置来决定的,用于区分短时间采样与长时间采样。高速转换时间附加(HSCAdder)是基于ADHSC的配置,用于高速与普通转换时间的区分。 硬件平均因子(AverageNum)主要用于降低由于模拟信号噪声导致的转换结果的不确定性。通过多个连续采样值的平均来提升精度。例如,硬件平均因子取值为4时,意味着对四个连续采样值进行平均。 在配置上,如果希望得到最短的转换时间,可以选择使ADCK等于总线时钟bus_clock。这种情况下,通过调整ADICLK的值来使ADCK与bus_clock同步。K60单片机支持的最高ADCK频率为50MHz,但实际应用中通常不超过48MHz。 文件内容中也给出了具体方案的比较。方案一是最短16位单工采样转换时间的配置,可以达到最快转换时间0.73微秒。方案中也提到了其他配置下转换时间的计算,例如长时间采样、不同的ADLSMP和ADLSTS值、以及高速转换时间的使用。 在实际应用中,最短转换时间并不总是最优先考虑的,还要考虑采样精度和系统对转换时间的需求。在一些对精度要求很高的场景中,可能需要延长采样时间以确保更高的转换精度,这就需要在转换时间与采样精度之间做出权衡。 通过改变ADIV(AD转换时钟的分配比率)的值,可以调整ADCK的频率。如果ADIV=01,则ADCK等于bus_clock的一半,这会使得转换时间变长。同时,如果开启了高速转换功能(ADHSC=1),会减少基准转换时间,从而缩短总的转换时间。 在使用K60内部ADC模块进行采样时,必须综合考虑所需的采样精度和允许的转换时间,合理配置ADICLK、ADLSMP、ADHSC、ADLSTS以及硬件平均因子等参数,以便实现最佳的转换性能。
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