第五课 AD转换
本节课开始学习RL78/G13的AD转化功能，先实现单通道转化。
一、Code Generator设置
1、AD Conveter设置
打开设置，发现一大堆需要勾选的选项，不着急，咱们一个一个来看来解决。
五个五个地讲解吧。
1.1 第一组
1.1.1 A/D converter operation setting
Unused / Used
决定整个 ADC 模块要不要被初始化代码包含。选 Unused 时，下面所有设置都被忽略，ADC 时钟也不会打开。
1.1.2 Comparator operation setting
Stop / Operation
RL78/G13 内部带一个模拟比较器，和 ADC 共用部分引脚。
Stop → 比较器断电；Operation → 比较器使能。
如果没用比较器，务必选 Stop，可省几百 µA 电流。
这里需要勾选，否则AD比较器不运行。
1.1.3 Resolution setting
10 bits → 真正 10 位 SAR 结果，ADCR 范围 0-1023。
8 bits → 只取高 8 位，ADCR 范围 0-255，转换时间略短，噪声分辨率降低。
1.1.4 VREF(+) setting 正参考源三选一
VDD：直接拿电源当参考，省事但精度受电源纹波影响。
AVREFP：把参考引到外部 AVREFP 引脚，可接精密基准。
Internal reference voltage：片内 1.45 V 典型基准，只能测 ≤1.45 V 的信号，温漂 ～±30 ppm/°C。
1.1.5 VREF(-) setting
负参考源二选一
VSS：芯片地。
AVREFM：外部引脚，可接偏置电压，实现“单极性输入、差分测量”。
1.2 第二组
1.2.1Trigger mode setting
Software trigger mode：代码里写 ADCS = 1 才启动一次转换。
Hardware trigger no wait mode：检测到硬件触发（INTTM01 或其它）立即开始，不等待当前序列结束。
Hardware trigger wait mode：若上次序列未完成，先等它结束再启动新序列，避免冲突。
1.2.2 Operation mode setting（扫描方式）
Continuous select mode：只采 一个通道，连续不断地自动重复。
Continuous scan mode：把 选中的一组通道 顺序扫完，再从头循环。
One-shot select mode：只采 一个通道，采完一次就停，需重新触发。
One-shot scan mode：把 选中的一组通道 顺序扫完一次就停。
区别就是“单通道/多通道”与“单次/连续”的排列组合。
ANI0-ANI7 analog input selection
勾选哪个引脚，就把它加入扫描列表；同时 CS+ 会自动把对应引脚配置成“模拟输入”，禁止数字输出驱动。
ANI16-ANI19 analog input selection
同上，只是通道号在 16-19，对应封装上的 ANI16…ANI19 引脚。
A/D channel selection（下拉框）
只在“单通道”类模式（Continuous/One-shot select）出现，指定到底采刚才勾选的列表中的哪一个。
1.2.3 Conversion time mode
Normal1 / Normal2 / LowPower … 等几种预设计数组合，区别是采样保持窗口长度。
选 Normal1 时，采样脉冲 = 9.5 个 ADC 时钟，换算后 304/fCLK。
源阻抗高或信号建立慢时，可把 mode 改成更长采样窗口的 Normal2/3。
Conversion time（只读提示）
根据上面 mode 和当前 fCLK 自动算出，告诉你一次转换大概需要多少 µs。
例：fCLK=32 MHz → 304/32 M ≈ 9.5 µs。
1.2.4 Generates an interrupt request …
打勾后，ADC 会在“结果落在上下限区间外”时产生 INTAD，而不是每次转换完都中断。
用来做“窗口比较器”式报警，例如电池电压高/低限监测。
Upper-bound (ADUL) / Lower-bound (ADLL)
填写 8 位边界值（0-255）。
注意：即使 ADC 工作在 10 位模式，这里也只取结果寄存器 ADCRH（高 8 位） 做比较，因此要把 10 位阈值右移 2 位后填进来。
例：想设 3.0 V 上限，VREF=5 V → 3.0/5×1023≈614 → 614>>2=153 → ADUL=153。
1.2.5 Use A/D interrupt (INTAD) / Priority
打勾才允许 ADC 中断，优先级可选 High/Upper/Middle/Low。
若用“窗口比较”功能，也必须把这里打开，否则不会产生中断向量。
二、生成代码与测试
1、编写代码
自动生成代码后，左边多出了关于AD的.c文件。
1.1 r_cg_adc.c
r_cg_adc.h中列出了这些新增的函数，其中，R_ADC_Create()在硬件里面自动添加运行了，R_ADC_Set_OperationOn()咱们在Code Generator的AD Conver，第二个选项里面初始化自动开启了，需要咱们手动操作的是：R_ADC_Start()和R_ADC_Get_Result()。
R_ADC_Create()需要注意ADS的赋值，这个寄存器负责选择AD转化通道，这里最前面的13其实是0x13，也就是十进制的19，对应了咱们开始选的19通道。
R_ADC_Start()这个函数和其他启动函数一样，放在main函数的R_MAIN_UserInit()函数里面；
R_ADC_Get_Result()需要重点看下。
这里是定义了一个常量指针buffer，指向一个16位变量。
buffer 是一个 “常量指针”（constant pointer）。
一旦给它赋了初值，以后再也不能把别的地址塞给 buffer；
但通过 *buffer = 0x1234; 去改它指向的 RAM 单元完全合法。
注意到，这里buffer指向的是6次右移位的ADCR的值，ADCR就是最后电压转化值。
右移6位意味着除以64，所以芯片手册里面，*buffer 的值就是ADCR/64。
1.2 r_cg_adc_user.c
里面有一个中断函数。由于开启了中断，ADC每次转化完成就进一次中断，所以需要定义一个变量，在中断里面用来存储buffer值，后面调试的时候方便读取。
2、 调试运行
编译并下载，F5全速运行，然后暂停，会发现已经有值了。
862就是ADCR/64的结果，(862-0.5)*5/1024=4.206V。
这里IN19的电阻值调到了最大，根据电路图，AD0的范围应该是0~5/6VCC，也就是0~4.167V，误差在合理范围之内。
下面是DeepSeek的分析
电路分析
VCC = 5V
R1 = 10kΩ 固定电阻
R3 = 0~50kΩ 可变电阻（电位器）
AD0 连接到R3的滑动端，C1 = 0.47μF 作为滤波电容（对直流分析无影响）。
AD0处的电压由R1和R3组成的分压电路决定：
当R3的滑动端移动到最底部（接近AGND）时，AD0电压为0V。
当R3的滑动端移动到最顶部（接近R1与R3的连接点）时，AD0电压达到最大值。此时，电路相当于R1和R3串联，最大电压为：
Vmax=VCC×R3R1+R3=5×5010+50=5×5060=256≈4.1667VVmax=VCC×R1+R3R3=5×10+5050=5×6050=625≈4.1667V
因此，AD0处的电压变化范围是 0V 至 4.1667V。
ADC读数分析
RL78/G13的ADC是10位分辨率，输出范围是0到1023（即1024个等级），参考电压通常为VCC（5V）。因此，ADC输出值（记为AD_value）与输入电压（V_AD0）的关系为：
AD_value=V_AD0VCC×1024AD_value=VCCV_AD0×1024
当 V_AD0 = 0V 时，AD_value = 0。
当 V_AD0 = 4.1667V 时，预期ADC值为：
AD_value=4.16675×1024≈0.83334×1024≈853.3AD_value=54.1667×1024≈0.83334×1024≈853.3
理论上，ADC值应接近853。
您实测的ADC值从0到862变化，其中862对应最大电压。计算862对应的电压：
V_AD0=8621024×5≈0.8418×5≈4.209VV_AD0=1024862×5≈0.8418×5≈4.209V
这与理论值4.1667V相比，略高约0.042V，相对误差约为1%。
为什么ADC读数为862？
电阻公差：R1和R3的实际值可能偏离标称值（10kΩ和50kΩ）。例如，如果R1略小于10kΩ或R3略大于50kΩ，会导致分压电压稍高。
参考电压误差：VCC可能不是精确的5V（如电源波动或负载影响），导致ADC参考电压变化。
ADC本身误差：RL78/G13的ADC有固有的增益误差和偏移误差，通常误差范围在±1%到±2%之间，属于正常范围。
计算近似：您提到862/1024 ≈ 5/6，但5/6 ≈ 0.8333，而862/1024 ≈ 0.8418，两者略有差异。理论计算值853/1024 ≈ 0.8330，与5/6更接近。实测862可能由于上述误差因素导致。
结论
您的ADC读数从0到862变化是合理的，与理论范围0到853相比，误差在典型范围内（约1%）。在实际应用中，这种误差通常可接受，可以通过软件校准或使用更精确的元件来改善。如果您需要更精确的读数，建议检查电源稳定性和电阻实际值，并在代码中实施校准步骤。
如果您有更多细节（如实际电阻值或参考电压测量），可以进一步分析。
三、AD多通道
多通道需要在Operation mode setting里面进行选择。
1、Continuous select mode与Continuous scan mode
这两种模式，中文名分别是连续选择模式和连续扫描模式，在连续选择模式下，AD仅重复读取指定通道的置；在连续扫描模式下，AD会按顺序读取指定的4个通道，每读完一个通道就将值保存在ADCR寄存器中，然后进一次中断，如果不取出这个值，那么下次进中断前就会被新值替换掉。
这里的input selection只是选择将哪些通道设置为非GPIO口，如果不选，这些口就是普通的GPIO口。
选择了Continuous scan mode 后，然后input selection 选择多个通道，下面的A/D channel selection就可以选其中的4个通道进行连续扫描模式了。
2、采集18、19通道数据
这里不采集过多数据了，只采集18、19通道数据，其他口都默认是普通数字口，A/D channel selection 选择ANI18，也就是默认转化18通道的输入信号，如果想转化19的，就需要手动设置ADS的值。
转化时间选默认的，而且如果对时间要求不严格，将转化时间尽量选大一些，否则会出现转化不完全的现象。比如我有次不小心将转化时间选的过小，导致Debug时，F5全速运行，转化出来的值中间有好个是0、转化次序错乱的现象。
接下来在中断函数中写转存数值和通道转化的代码：
跟之前讲过的一样，令ADS是几，就会转化第几通道的输入值，然后我发现了一个问题，就是我虽然没打开18、19以外的其他通道，但是这里我直接令ADS=其他通道，依然能读出其他通道的输入信号值。这点在下一节讲一讲。
3、遇到的问题
3.1 ADS滥用
如果我在Operating mode setting 的设置里面，ANI0-ANI7 analog input selection下拉框中选择了All digital，后面我令ADS = 2，也能读取ANI2端口的值，与我在下拉框中选择ANI0-ANI2，然后再令ADS = 2，读取值有什么不同？
一句话先说结论：
下拉框选“All digital” → CS+ 不会把 ANI2 引脚配置成模拟输入，PxOD、PMC 仍保持数字口；
后面你手动写 ADS = 2 → ADC 硬件照样能采，但引脚还在推挽/上拉/下拉数字模式，读数精度变差，甚至烧毁 IO；
下拉框先勾 ANI0-ANI2 → CS+ 自动把对应脚设为模拟输入（关输出驱动、关上下拉），精度最高，也是官方推荐做法。
下面把寄存器级差异列给你：
步骤All digital → 手动 ADS=2先勾 ANI0-ANI2 → 再 ADS=2PMC2 位0（数字功能）1（模拟功能）POM2 位0/1 按旧配置0（取消开漏）PU2/PD2可能仍上拉/下拉上下拉关闭P2OD 位0/1 可能推挽输出0（输出驱动关闭）ADC 采样能采，但内部 12 pF 电容与数字驱动打架 → 建立慢、误差大纯高阻模拟口，建立时间合规风险若程序把 P2.2 配成输出，5 V 对推挽口 = 烧毁无风险，硬件已禁止数字功能
因此：
实验/验证可以靠“All digital + 手动 ADS”偷懒；
正式产品一定要让下拉框勾选对应通道，让工具把引脚配成模拟，再开始 ADC。
3.2 电压不正确
在上次AD单通道的测试中，能读出下面的值，并计算出AD0的范围应该是0~5/6VCC。
后面我买了一个万用表，想验证下电压值是否正确。
结果出人意料，量出ANI19的电压值是2.75V，思考了半天也没想明白，后来不经意间看到了EZ-CUBE2，才想起来挡位一直用的是3.3V供电输出给开发板，然后我接着用万用表测量了VCC的电压，果然是3.3V，而2.75V = 5/6VCC=3.3V。和我上面的推算是一样的。
然后我将EZ-CUBE2输出电压改为5V，继续测量ANI19的值，结果还是不对！是3.8V！
我继续测量VCC，发现只有4.6V。。。
完全正常，4.6 V 左右是 EZ-CUBE2 的“5 V”口在轻载下的真实输出，原因有三：
USB 供电源头只有 5 V±5 %
EZ-CUBE2 本身由 USB 口取电，大多数 PC 的 USB-A 口空载电压 4.95 V 左右，再经过板内电缆、保险丝、MOSFET 开关、线损，到插头只剩 4.7 V 量级。
板载 LDO 的压降
调试器内部还要通过一颗 100 mA 级小 LDO 给目标板供电，LDO 本身有 0.1–0.2 V 压降（负载越大压降越明显），于是 4.7 V 再掉 0.1 V 就变成 4.6 V。
测量点又在目标板远端
你测的是 RL78 开发板的 VDD 焊盘，还要经过 20 cm 排线 + 0 Ω 电阻 + 电源平面铜箔，又吃掉几十毫伏，最终看到 4.62 V 完全符合预期。
实测参考
网上多篇调试笔记都给出 EZ-CUBE2 “5 V”口空载 ≈ 4.6–4.7 V 的数据；
只要 > 4.5 V，RL78 的 “High-speed main 2.7–5.5 V” 模式就完全满足，不影响下载、不影响全速运行。
为了省接线，我用EZ-CUBE2给开发板供电，导致供电只有4.6V，然后我用USB直接给开发板供电，再继续调试，终于，终于测出来电压是4.2V了。