单片机与嵌入式系统实践：模块结构与组成

HCS08AC系列单片机的ADC模块是逐次逼近型转换器，内部功能结构包括：时钟源模块、状态控制寄存器、配置寄存器、A-D转换器、比较逻辑及模拟输入引脚控制等，A-D转换模块结构图如图9-5所示。

图9-5 A-D转换模块结构图

1.ADC模块时钟源

ADC转换时钟由专门的时钟源模块控制并提供4种可软件选择的时钟源：总线时钟（Bus clock）、总线时钟的二分频（Bus clockl/2）、替代时钟ALTCLK（Alternate Clock）和异步时钟ADACK（Asynchronous Clock），它们通过多路选择器进行选择，再经过时钟分频器后为ADC模块提供工作时钟。系统复位后默认ADC模块使用总线时钟。

使用时，无论选定哪一个时钟源，其频率必须处在表9-1所示的f_ADCK的许可频率范围之内。如果有效时钟太慢，ADC将不能执行相应的操作；如果有效时钟太快，那么必须被分频成合适频率。此分频系数可以通过寄存器ADCICFG中的ADIV位被设成1、2、4或8。

表9-1 5V供电10位ADC转换时的工作条件表

2.状态控制寄存器与配置寄存器

状态控制寄存器和配置寄存器主要负责ADC模块的功能设置与过程管理，图9-5中外部模拟信号输入端连接到一个多路选择器并由状态控制寄存器进行通道选择，ADC时钟源的选择可通过配置寄存器来控制，同时A-D转换过程的控制和参数的设定都可以通过这两个寄存器的状态位来实现，具体可参阅9.3小节。

3.A-D转换器

ADC模块中核心是SAR转换器，即逐次逼近型的A-D转换器，其内部集成有采样保持电路，因而无须外接采样保持电路。

4.比较逻辑(www.xing528.com)

HCS08单片机的ADC模块还具备比较功能，可以通过比较值寄存器设置检测上限或下限。当比较功能使能且采样和转换输入完成后，结果会和比较值（ADC1CVH和ADC1CVL）的补数相加，当比较上限时（ACFGT=1），如果结果大于或等于比较值则COCO置位；比较下限时（ACFGT=0），如果结果小于比较值则COCO置位。转换结果和比较值的补数相加后产生的值将传送到ADC1RH和ADC1RL。

5.模拟输入引脚控制

模块对外模拟信号输入引脚是复用引脚，使用时引脚可以通过ADCH控制位进行配置，选择使能或作GPIO端口。表9-2列出了ADC模块中所有通道的分配与引脚连接。

表9-2 S08单片机A-D转换通道分布表

（续）

6.温度传感器

在HCS08系列单片机中有些型号芯片的ADC模块内部还集成了一个温度传感器，它的输出连接到一个ADC模拟通道输入，可用于近似检测温度。下式提供了温度传感器的近似转换函数。

T_emp=25-（V_TEMP-V_TEMP25）/m

式中，

V_TEMP是温度传感器通道在周围温度时的电压；V_TEMP25是温度传感器通道在25℃时的电压；m是冷或热温度斜率（V/℃）。