Zigbee Journey (6): Несколько важных базовых экспериментов CC2430 — одиночная дискретизация ADC

В беспроводных сенсорных сетях важно преобразовывать аналоговые значения датчиков в цифровые величины для удобства передачи и обработки. Для завершения этого преобразования используется АЦП (аналогово-цифровой преобразователь).

В предыдущем разделе мы ввели связь с последовательным портом между CC2430 и ПК. В CC2430 встроен датчик температуры, и в этом разделе будет реализован простой эксперимент по мониторингу температуры на чипе на основе предыдущего раздела: использовать АЦП для преобразования значения напряжения датчика температуры на чипе в цифровую величину, использовать формулу для расчёта значения температуры, затем передать значение температуры на ПК через последовательный порт и отобрать его.

АЦП используется для преобразования температурного значения внутричипового датчика температуры CC2430, которое отправляется на ПК через последовательный порт и отображается.

Для содержания кода связи через последовательные порты, пожалуйста, обратитесь к предыдущему разделу, который здесь не будет объясняться~

АЦП обычно включают 6 СФР:

(Примечание: пожалуйста, обратитесь к китайскому руководству CC2430 для получения вышеуказанных деталей SFR)

Далее давайте сосредоточимся на этомgetTempuratureФункция, которая является ключом к получению значения температуры:

(1) Сначала настройте АЦП для одной дискретизации: установите ADCCON3=0x3E, выберите 1,25V в качестве системного напряжения, выберете 14-битное разрешение и выберите датчик температуры CC2430 на чипе в качестве источника преобразования АЦП

(2) Затем установить ADCCON1 |= 0x30 для ручного триггера метода АЦП (то есть при ADCCON.6=1 начать переход к АЦП)

(3) Затем пусть ADCCON1 |= 0x40 для запуска одиночного преобразования АЦП

(4) Используйте утверждение while(!( ADCCON1 &0x80)) Ждать окончания перехода в ADC

(5) Результат преобразования хранится в ADCH[7:0] (8 бит выше), ADCH [7:2] (на 6 бит ниже) и проходит:

Сохранить результат конвертации в значении

(6) Наконец, используйте формулутемпература= значение*0.06229-311.43, вычислите значение температуры и возврат

Советы по CC2430

Наверное, вы удивлены последней формулой — почему одноразовая функция? Почему у него наклон 0,06229, а пересечение — 211,43? Хорошо, вот ответ:

Этот датчик температуры находится внутри чипа CC2430, поэтому его описание можно найти в руководстве. И действительно, я здесьЭлектрические характеристикиСоответствующий контент можно найти в этом разделе, а скриншот таков:

В этой таблице описывается температура (°C) датчика температуры относительно выходного напряжения (V).

Первый взгляд на вторую красную коробку:Температурный коэффициент。 «Коэффициент»? Разве это не кажется немного странным? Затем посмотрите на его единицу: мВ/°C, и вы вдруг поймёте, что связь между температурой и напряжением линейна~ То есть:

где V — выходное напряжение, T — температурное значение, а 2,45 — наклон. Перехват b должен быть определен ниже.

На первый взгляд мы увидим, что на первой красной коробке напряжение при 0°C составляет 743 мВ, то есть b равно 743? В противном случае, если продолжить смотреть вниз, то абсолютная ошибка достигает 8°C! Затем, глядя вправо, мы увидим, что он уже даёт наиболее подходящий перехват, то есть b=763, так что существует следующая формула:

Хорошо, теперь у нас уже есть датчик температурыВведите температуру TиВыходное напряжение VСледующий шаг — найти ADCВходное напряжение VиВыходное значение N(то есть результат преобразования 14 бит), и наконец найти формулу преобразования N и T.

Результат преобразования N равен 14 битам, и когда N=11 1111 1111 1111 (бинарное), выходное напряжение должно быть максимальным значением (то есть опорное напряжение 1,25 В). Таким образом, у нас есть следующая пропорциональная зависимость:

(Примечание: поскольку выход 14 бит является бинарным дополнением, 14-й бит — это бит символа.) Таким образом, в абсолютных выражениях эффективное значение составляет всего 13 бит, то есть 2 к степени 13)

Объединив две формулы, можно вывести связь между T и N:

ПРИЁМ~

Наконец, несколько слов о том, почему для каждого образца требуется 64 цикла. Поскольку датчики неизбежно подвержены помехам или случайным ошибкам при измерении температуры, данные, полученные датчиками, иногда преувеличиваются (например, внезапное изменение на 10°C и мгновенное возвращение к норме). Но мы знаем, что изменение температуры — это интегральный процесс, и редко случается крупный скачок мгновенно). Поэтому мы используем метод усреднения для снижения таких ошибок.

Сначала откройте инструмент отладки последовательных портов, затем скачайте программу и запустите её, и появится следующий экран:

Температура внутри пленки составляет около 14,5°C. Автор ощущает комнатную температуру общежития своим телом, которая чуть превышает 10°C. Внутренняя часть чипа должна нагреться, поэтому 14°C — это практически нормально~

Это конец эксперимента.

В этой статье описывается реализация единой дискретизации АЦП. В следующем разделе мы представим режим передачи данныхDMA(прямой доступ к памяти), то есть «прямой доступ к памяти». Периферийные устройства, такие как ADC/UART/RF трансиверы и устройства памяти, могут обмениваться непосредственно под управлением «контроллера DMA»Требуется минимальное вмешательство процессора, что значительно повышает общую эффективность системы.

Оставайтесь с нами!