基于MPC5634的控制器多路AD采样的设计.doc

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1、基于MPC5634的控制器多路AD采样的设计　　本文主要介绍一种基于MPC5634的多路模拟信号采集方法，通过增强型直接内存访问（DMA）方式，自动在RAM和增强型队列式模数转换器eQADC模块之间转移数据，能高效和准确地完成对模拟信号的采集。　　1增强型队列式模数转换器eQADC模块　　1.1eQADC模块的结构　　MPC5634的eQADC模块有两个可独立工作的ADC转换单元（ADC0和ADC1），40路模拟通道（可扩展），0~5V的转换范围，转换精度有8位、10位、12位三种精度可选，具有软件和硬件两种触发方式，采样

2、方式有单次方式和连续方式等，ADC的工作时钟可达15MHz.速率和精度可以满足汽车控制器的要求。图1为eQADC模块的结构框图，显示了eQADC模块的主要组成部分。　　　　图1eQADC模块的结构框图　　1.2命令缓存CFIFO的工作机制　　eQADC模块有6个命令缓存CFIFO，每个CFIFO有4个深度，CFIFO有单次扫描和连续扫描的操作模式，配置为不同的扫描模式时，CFIFO就有不同的触发机制。当配置为单次扫描模式时，每次会使存储于队列中的eQADC转换命令序列执行一次。当设置为连续扫描模式时，只要队列启动后，就可以

3、持续的运行。数据的流程如图2所示。　　　　图2数据流程　　1.3eQADC的命令格式　　eQADC有配置命令和转换命令两种命令格式。配置命令用于对eQADC模块进行初始化设置，像使能ADC模块单元，设置时钟分频因子，转换速率因子，使能DMA请求等；转换命令主要用于设置采集哪个通道，用哪个ADC模块单元转换，转换的结果放在6个结果缓存的哪一个里面，是否对采集的结果进行校正等。　　2增强型存储器直接访问（DMA）模块　　DMA控制器是总线上的一个主机，能够在片内资源（Flash、RAM和I/O外设等）以及片外资源之间传输数据。

4、DMA有32个通道，在某个时刻只能有一个通道成为总线上的主机并进行数据传输。为了解决他们之间的冲突，DMA有两种可编程的优先级机制：固定优先级机制和轮询优先级机制。一旦一个通道成为主机，该通道将通过先读再写的操作方式，把数据从一个存储器地址传输到另一个存储器地址。每个DMA通道都有一个独立的传输控制描述符（TDCn）。　　3多路eQADC采样程序设计　　在这次的设计中，数据的传输是通过DMA进行的。多路eQADC采样程序设计主要包括命令队列、结果队列的定义，eQADC的初始化，DMA初始化，触发CFIFO等。程序的设计流程

5、如图3。　　　　图3程序流程　　3.1定义数组　　本文中cQUEUE0［40］被定义为转换命令的存储数组，rQUEUE0［40］被定义为转换结果的存储数组。把所有通道的转换命令分别放在数组cQUEUE0［40］中，最后采集的结果分别放在数组rQUEUE0［40］中，这个可以随时读取rQUEUE0［40］中的数据被汽车控制器所用。　　3.2初始化DMA　　TCD0对应于CFIFO0，TCD1对应于RFIFO0.由于本设计只要一个命令缓存CFIFO0和一个结果缓存RFIFO0就可以满足设计要求，故只用到一个CFIFO0，一个R

6、FIFO0，以及与他们对应的TCD0和TCD1.设置TCD0：源地址为&cQUEUE0，目的地址为0xFFF80010，源地址偏移为4，传输的大小为32位，次要字节传输数NBYTES为2;主迭代数为40;设置TCD1：源地址为&rQUEUE0，目的地址为0xFFF80032，源地址偏移为4，传输的大小为16位，次要字节传输数NBYTES为2;主迭代数为40.　　3.3初始化eQADC　　初始化转换命令的存储数组cQUEUE0［40］，本设计是采用ADC0模块单元，12位精度，采用校正，一次采集40个通道的模拟量。配置eQA

7、DC的寄存器，时钟分频因子为2，使能DMA0，DMA1请求等。　　3.4校正寄存器的设置　　本项目的芯片功能很强大，以前的校正都需要外面加硬件来校正采样结果，MPC5634自带的有校正功能，本项目采用的校正是这样的：ADC的初步转换结果将通过MAC单元来完成校正。MAC单元执行下列算法来进行校正：　　Idealresult=GCCXADCresult+OCC+2（1）　　GCC为增益校正的常数，它是在寄存器ADCn_GCCR中定义的；OCC为偏移量校正常数，它在寄存器ADCn_OCCR中定义的。　　GCCR与OCCR的值是

8、需要计算来确定的。通过以下公式进行求解：　　Idealresult1=GCCXADCresult1+OCC+2（2）　　Idealresult1=GCCXADCresult1+OCC+2（3）　　为了求出GCCR与OCCR的值，我们只需要两个通道的理想结果和实际的结果就行了，通道44和通道43的电压值分