本文框架
- 1. 前言
- 2. 基本概念
- 2.1 触发方式
- 2.1.1 软件触发
- 2.1.2 硬件触发
- 2.2 转换模式
- 2.2.1 One-shot模式
- 2.2.2 Continuous模式
- 2.3 ADC状态机
- 3. ADC采集过程
- 3.1 软件触发连续采集
- 3.2 硬件触发单次采集
1. 前言
ADC即Analog-to-Digital Converter 模数转换器，属于MCU IO控制中一种常用的通信方式，通过将变化的模拟信号转换成数字信号，不同的MCU对应的AD采集精度有差别，例如对于12位的变化范围为0-4095，也有支持八位的，精度相对自然就低一些。
在汽车上可能的应用场景如下：
1）采集某些开关、传感器的信号；
2）采集某些输出通道的电压反馈值，并通过该反馈值去做输出通道的诊断，进而判断是否有开路、短路等故障
ADC在Autosar MCAL的位置：
2. 基本概念
ADC HW Unit：硬件转换单元，即在MCU中具备所有模数转换所需组件的一个单元；
ADC Group：ADC转换组，所有Group中的AD通道触发源相同，且ADC的转换也是以Group为单位进行；
Channel：AD通道，每个AD通道采集的AD值可对应单个或多个Port口。
ADC HW Unit、ADC Group、Channel及Port的对应关系总结如下：
MCU中包含一个或多个ADC HW Unit；
每个HW Unit包含一个或多个ADC Group；
每个ADC Group包含一个或多个Channel；
一个Channel可能对应一个或多个输入Port。
Single-Access：在Buffer中只能保存最近一次的转换结果；
Streaming-Access：在Buffer中可以保存多次采样的结果；
2.1 触发方式
2.1.1 软件触发
即通过调用软件中API直接实现的ADC触发采集，相对简单。
2.1.2 硬件触发
通过ADC硬件触发器如基于ADC定时器或触发器，边缘信号在ADC硬件中内部生成。触发硬件紧密耦合或集成在ADC硬件中，在检测到硬件触发之后，不需要软件来启动ADC信道组转换。例如可以使用PWM上升或下降沿信号来触发ADC转换及采集。
2.2 转换模式
2.2.1 One-shot模式
One-Shot模式及触发ADC采集后只能完成一次转换，转换完成后即进入相应的Notification函数。
2.2.2 Continuous模式
Continuous模式为：只需要触发一次就可以连续进行AD采集，不需要二次或多次触发。
2.3 ADC状态机
ADC驱动的状态包括：ADC_IDLE，ADC_BUSY，ADC_COMPLETED，ADC_STREAM_COMPLETED，其中：
ADC_IDLE：即ADC空闲状态，只有在IDLE状态才能开启转换，且在ADC触发下一次ADC采集前需要调用Adc_StopGroupConversion()停止之前未完成的转换，将ADC的状态机回到ADC_IDLE；
ADC_BUSY：即ADC已经启动转换且转换未完成的状态；
ADC_COMPLETED：ADC Group中的所有Channel转换完成后会变成Completed状态，
ADC_STREAM_COMPLETED：该ADC Group中的所有Channel转换完成后会变成Completed状态，全部Buffer缓存完成后变为ADC_STREAM_COMPLETED，此时可调用Adc_ReadGroup()读取转换结果。
以One-Shot HW Trigger StreamAccss转换为例状态机切换过程：
3. ADC采集过程
以软件触发连续采集及硬件触发单次采集为例，看下ADC转换需要调用的API及其对应的时序关系：
3.1 软件触发连续采集
在软件连续触发采集中其主要过程：
1）调用Adc_EnableGroupNotification()使能对应的中断函数；
2）调用Adc_StartGroupConversion()，开始ADC转换；
3）转换完成后会进中断，在中断中调用Adc_ReadGroup()读取对应的转换结果；
4）在连续转换模式中在进入本次中断后会再自动使能下次转换，进下一次中断；
5）采集结束后调用Adc_StopGroupConversion()结束ADC转换。
3.2 硬件触发单次采集
在硬件单次触发采集中其主要过程：
1）调用Adc_EnableGroupNotification()使能对应的中断函数；
2）调用Adc_EnableHardwareTrigger()，开始硬件触发ADC转换；
3）转换完成后会进中断，在中断中调用Adc_ReadGroup()读取对应的转换结果；
4）调用Adc_DisableGroupNotification()关闭对应的中断函数；
5）采集结束后调用Adc_DisableHardwareTrigger()结束硬件触发。