基于MPC5634的控制器多路AD采樣的設(shè)計(jì)

　　隨著汽車對控制系統(tǒng)的要求和依賴性提高，AD采樣的設(shè)計(jì)模塊成為汽車控制器中重要的組成部分。AD采樣的結(jié)果是汽車控制器控制執(zhí)行器的依據(jù)，它的速率和精度在汽車控制中起著重要的作用。

　　本文主要介紹一種基于MPC5634的多路模擬信號采集方法，通過增強(qiáng)型直接內(nèi)存訪問(DMA)方式，自動(dòng)在RAM和增強(qiáng)型隊(duì)列式模數(shù)轉(zhuǎn)換器eQADC模塊之間轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)，能高效和準(zhǔn)確地完成對模擬信號的采集。

　　1 增強(qiáng)型隊(duì)列式模數(shù)轉(zhuǎn)換器eQADC模塊

　　1.1 eQADC模塊的結(jié)構(gòu)

　　MPC5634的eQADC模塊有兩個(gè)可獨(dú)立工作的ADC轉(zhuǎn)換單元(ADC0和ADC1)，40路模擬通道(可擴(kuò)展)，0~5V的轉(zhuǎn)換范圍，轉(zhuǎn)換精度有8位、10位、12位三種精度可選，具有軟件和硬件兩種觸發(fā)方式，采樣方式有單次方式和連續(xù)方式等，ADC的工作時(shí)鐘可達(dá)15MHz.速率和精度可以滿足汽車控制器的要求。圖1為eQADC模塊的結(jié)構(gòu)框圖，顯示了eQADC模塊的主要組成部分。

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　　圖1 eQADC模塊的結(jié)構(gòu)框圖

　　1.2 命令緩存CFIFO的工作機(jī)制

　　eQADC模塊有6個(gè)命令緩存CFIFO,每個(gè)CFIFO有4個(gè)深度，CFIFO有單次掃描和連續(xù)掃描的操作模式，配置為不同的掃描模式時(shí)，CFIFO就有不同的觸發(fā)機(jī)制。當(dāng)配置為單次掃描模式時(shí)，每次會(huì)使存儲(chǔ)于隊(duì)列中的eQADC轉(zhuǎn)換命令序列執(zhí)行一次。當(dāng)設(shè)置為連續(xù)掃描模式時(shí)，只要隊(duì)列啟動(dòng)后，就可以持續(xù)的運(yùn)行。數(shù)據(jù)的流程如圖2所示。

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　　圖2 數(shù)據(jù)流程

　　1.3 eQADC的命令格式

　　eQADC有配置命令和轉(zhuǎn)換命令兩種命令格式。配置命令用于對eQADC模塊進(jìn)行初始化設(shè)置，像使能ADC模塊單元，設(shè)置時(shí)鐘分頻因子，轉(zhuǎn)換速率因子，使能DMA請求等;轉(zhuǎn)換命令主要用于設(shè)置采集哪個(gè)通道，用哪個(gè)ADC模塊單元轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換的結(jié)果放在6個(gè)結(jié)果緩存的哪一個(gè)里面，是否對采集的結(jié)果進(jìn)行校正等。

　　2 增強(qiáng)型存儲(chǔ)器直接訪問(DMA)模塊

　　DMA控制器是總線上的一個(gè)主機(jī)，能夠在片內(nèi)資源(Flash 、RAM和I/O外設(shè)等)以及片外資源之間傳輸數(shù)據(jù)。DMA有32個(gè)通道，在某個(gè)時(shí)刻只能有一個(gè)通道成為總線上的主機(jī)并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。為了解決他們之間的沖突，DMA有兩種可編程的優(yōu)先級機(jī)制：固定優(yōu)先級機(jī)制和輪詢優(yōu)先級機(jī)制。一旦一個(gè)通道成為主機(jī)，該通道將通過先讀再寫的操作方式，把數(shù)據(jù)從一個(gè)存儲(chǔ)器地址傳輸?shù)搅硪粋€(gè)存儲(chǔ)器地址。每個(gè)DMA通道都有一個(gè)獨(dú)立的傳輸控制描述符(TDCn)。

　　3 多路eQADC采樣程序設(shè)計(jì)

　　在這次的設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)的傳輸是通過DMA進(jìn)行的。多路eQADC采樣程序設(shè)計(jì)主要包括命令隊(duì)列、結(jié)果隊(duì)列的定義，eQADC的初始化，DMA初始化，觸發(fā)CFIFO等。程序的設(shè)計(jì)流程如圖3。