1．TinyOS提供的组件和接口

开源组织TinyOS 8051 working group 提供可以移植到CC2430EM平台上的TinyOS，该平台TinyOS含有可用于控制CC2430单片机ADC的组件AdcC：

components new AdcC(); // 用于控制CC2430 ADC

该组件可将P0口8路输入任一通道中的模拟信号转换为数字信号。

为调用该组件提供有如下接口：

provides interface AdcControl; // 用于控制和打开指定ADC端口

provides interface Read<int16_t>; //用于进行指定端口的ADC转换

2．AdcC使用实例分析

2.1组成AdcC组件的内部组件连接关系定义如下：

generic configuration AdcC() {

provides interface AdcControl;

provides interface Read<int16_t>;

}

implementation {

components MainC, AdcP;

MainC.SoftwareInit -> AdcP.Init;

/*****该枚举变量是关键，ID =unique("UNIQUE_ADC_PORT"),表明ID值是一个常量函数的返回值，常量函数unique（）的具体使用方法参考tinyos-programming.pdf文档中的介绍**********/

enum { ID = unique("UNIQUE_ADC_PORT"), };

AdcControl = AdcP.AdcControl[ID]; // ID值为0当unique只调用1次

Read = AdcP.Read[ID]; // 同上

}

2.2下面进入到组件（模块）AdcP中查看AdcControl[ID]、Read[ID]接口的具体实现：

module AdcP {

provides interface Init;

provides interface AdcControl[uint8_t id];

provides interface Read<int16_t>[uint8_t id];

}

implementation

{

#include "Adc.h"

uint8_t references[uniqueCount("UNIQUE_ADC_PORT")]; //uniqueCount()等于unique()函数在程序中的调用次数，该数组用于存放参考电压值

uint8_t resolutions[uniqueCount("UNIQUE_ADC_PORT")]; //该数组用于存放对应端口的转换精度：8bit/10bit/12bit/14bit

uint8_t inputs[uniqueCount("UNIQUE_ADC_PORT")]; //该数组用于存放对应的端口号（P0（0~7）口的任一端口）

bool inUse[uniqueCount("UNIQUE_ADC_PORT")]; // 端口是否使用FLAG

uint8_t counter;

uint8_t lastId = uniqueCount("UNIQUE_ADC_PORT");

// 一些用到的变量的初始化操作

command error_t Init.init() {

uint8_t i;

for (i = 0; i < uniqueCount("UNIQUE_ADC_PORT"); i++) {

inUse[i] = FALSE;

}

counter = 0;

return SUCCESS;

}

// 三个参数分别为参考电压、转换精度、端口号

command void AdcControl.enable[uint8_t id](uint8_t reference, uint8_t resolution, uint8_t input) {

/* enable interrupt when a channel is enabled (and stop any sampling in progress */

if (counter == 0) {

ADCIE = 1; // 使能ADC中断

ADC_STOP(); // start select,产生新的ADC转换序列,停止正在进行的转换

}

/* enable channel if not already enabled */

if (!inUse[id]) { // 查询对应ADC端口是否已经使用，否，使能

inUse[id] = TRUE;

counter++;

ADC_ENABLE_CHANNEL(inputs[id]); // ADC Input Configuration 对应端口输入使能，该宏定义在Adc.h中实现

}

/* save parameters */

references[id] = reference; //参考电压

resolutions[id] = resolution; //转换位数

inputs[id] = input; //端口号

}

// 对应端口ADC功能关闭

command void AdcControl.disable[uint8_t id]() {

/* disable channel if it has been enabled */

if (inUse[id]) {

inUse[id] = FALSE;

ADC_DISABLE_CHANNEL(inputs[id]);

counter--;

/* disable interrupts if no more channels are used by ADC */

if (counter == 0) {

ADCIE = 0;

}

}

}

/**

* Initiates a read of the value.

*

* @return SUCCESS if a readDone() event will eventually come back.

*/

command error_t Read.read[uint8_t id]() {

/* check if ADC is in use */

if (lastId < uniqueCount("UNIQUE_ADC_PORT")) {

return FAIL;

} else {

uint8_t temp;

/* remember caller */

lastId = id;

/* read out any old conversion value */

//temp = ADCH; //貌似没啥用，覆盖了 我给注释了结果是一样的

//temp = ADCL; //貌似没啥用，覆盖了 我给注释了结果是一样的

/* start conversion 根据数组中存储的对应端口的参数改变控制寄存器ADCCON3，进行ADC转换 */

ADC_SINGLE_CONVERSION(references[id] | resolutions[id] | inputs[id]);

return SUCCESS;

}

}

task void signalReadDone();

int16_t value;

/* Interrupt handler 中断服务函数 */

MCS51_INTERRUPT(SIG_ADC) {

/* read value from register */

value = (( (uint16_t) ADCH) << 8); // 高8位右移8为存储到16位value中

value |= ADCL; //ADC转换的低8位存到value的低8位

post signalReadDone(); // 通知上层组件ADC转化成功任务

}

task void signalReadDone() {

uint8_t tmp;

/* mark ADC as not in use */

tmp = lastId;

lastId = uniqueCount("UNIQUE_ADC_PORT");

/* map out value according to resolution */

value >>= (8 - (resolutions[tmp] >> 3)); // 左移2位，因为转化结果是14BIT的植

/* sign extend to int16_t */

//8bit

// value >>= 2;

// value |= 0xC000 * ((value & 0x2000) >> 13);

//#define ADC_8_BIT 0x00 // 64 decimation rate

//#define ADC_10_BIT 0x10 // 128 decimation rate

//#define ADC_12_BIT 0x20 // 256 decimation rate

//#define ADC_14_BIT 0x30 // 512 decimation rate

// 通知上层组件转换成功，value为传递的ADC转换的值

signal Read.readDone[tmp](SUCCESS, value);

}

default event void Read.readDone[uint8_t id](error_t result, int16_t val) {

}

}

通过以上对AdcP.nc文件的分析，可以看出CC2430单片机ADC转换的实现需要以下操作：

ADCIE // 端口使能，设置为输入

ADCCFG // 中断配置寄存器

ADCCON3 //ADC控制寄存器的操作

寄存器的具体定义参考CC2430 datasheet,内有使用详细说明。

2.3 ADC组件的使用实例分析

2.3.1顶层应用组件定义：

configuration TestAppC {

}

implementation {

components MainC, TestAppP;

MainC.SoftwareInit -> TestAppP.Init;

MainC.Boot <- TestAppP;

components LedsC;

TestAppP.Leds -> LedsC;

components StdOutC;

TestAppP.StdOut -> StdOutC;

#ifdef __cc2430em__

components new AdcC();

TestAppP.Read -> AdcC;

TestAppP.AdcControl -> AdcC;

#elif __micro4__

components new Msp430InternalTemperatureC();

TestAppP.Read -> Msp430InternalTemperatureC;

#endif

}

2.3.2应用组件实现：

#define DEBUG

module TestAppP {

provides interface Init;

uses interface Boot;

uses interface Leds;

uses interface StdOut;

#ifdef __cc2430em__

uses interface Read<int16_t> as Read;

uses interface AdcControl;

#elif __micro4__

uses interface Read<uint16_t> as Read;

#endif

}

implementation {

#ifdef __cc2430em__

#define BUTTON_PUSH 0x07 // 修改ADC输入通道号，参考ADCCON3说明，由于我使用的是无线龙的C51RF-3-CS，P07连到外接的可调电阻，所以设置为0x07

#define ADC_INPUT_ACC_X 0x04

#define ADC_INPUT_ACC_Y 0x05

#define ADC_INPUT_JOYSTICK 0x06

#define ADC_INPUT_POT 0x07

#define ADC_REF_AVDD 0x00 // 参考电压方式 内部1.25V

#define ADC_14_BIT 0x30 // 14 BIT 转换精度

#endif

/*****************************************************************************/

bool ledOn = FALSE;

/**********************************************************************

** Init/Boot

**********************************************************************/

command error_t Init.init() {

return SUCCESS;

}

event void Boot.booted() {

call Leds.led0Off();

call Leds.led2Off();

call StdOut.print("Program initialized\n\r");

#ifdef __cc2430em__

call AdcControl.enable(ADC_REF_AVDD, ADC_14_BIT, BUTTON_PUSH); //使能ADC转换

#endif

}

/**************************************************************************

** Read comething

**************************************************************************/

uint8_t counter = 0;

#ifdef __cc2430em__

event void Read.readDone( error_t result, int16_t val ) // 底层ADC转换完成，事件处理

#elif __micro4__

event void Read.readDone( error_t result, uint16_t val )

#endif

{

if (counter != 0) {

call Read.read();

counter++;

} else {

counter = 0;

}

#ifdef DEBUG

call StdOut.print("Val: ");

#ifdef __cc2430em__

call StdOut.printBase10int16(val);

call StdOut.print("\n\r");

// call StdOut.printBase10uint8(unique("UNIQUE_ADC_PORT")); // 打印ADC转化值

// call StdOut.print("\n\r");

#elif __micro4__

call StdOut.printBase10uint16(val);

#endif

call StdOut.print("\n\r");

#endif

}

/**********************************************************************

**串口输入字符“u”，进行ADC转换

**********************************************************************/

uint8_t keyBuffer;

uint16_t i = 0;

task void consoleTask();

async event void StdOut.get(uint8_t data) {

keyBuffer = data;

#ifdef DEBUG

call Leds.led0Toggle();

#endif

post consoleTask();

}

task void consoleTask()

{

uint16_t j;

uint8_t * ptr;

uint8_t data[2], tmp;

atomic data[0] = keyBuffer;

switch (data[0]) {

case '\r':

call StdOut.print("\r\n");

break;

/*****************************************************************************/

case 'u':

#ifdef DEBUG

call StdOut.print("Readingadc\n\r");

#endif

call Read.read(); // 调用ADC接口Read进行ADC转换

break;

/*****************************************************************************/

default:

data[1] = '\0';

call StdOut.print(data);

break;

}

}

}

该程序运行流程如下：

初始化->打开ADC->串口接收到命令“u”->读取ADC转换植->返回到主调度函数

3.实验结果

将上述程序编译下载到节点中，通过串口输入“u”并改变可调电阻值的大小，可以看到打印出如下信息：

Program initialized

Reading adc // 可调电阻调到最小值时

Val: -48

Reading adc // 可调电阻调到最大值时

Val: 8191 // 14BIT，最高位为符号位，所以为213-1=8191

Reading adc

Val: 3282

通过以上实验，可以验证CC2430 ADC的使用正常。