Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Аналого-цифровой преобразователь. Модуль 10-битного АЦП последовательного приближения входит в со­став ATmega16x, но не входит в состав микроконтроллера ATmegal62x.




Читайте также:
  1. Асинхронный преобразователь частоты
  2. Значение преобразовательной деятельности Петра I
  3. Магнитоэлектрический преобразователь.
  4. Обратимый преобразователь напряжения
  5. ОУ как преобразователь сигнала
  6. П- преобразователь
  7. Пневматический унифицированный преобразователь
  8. Преобразовательная деятельность Петра 1.
  9. ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ALTIVAR 31H

Модуль 10-битного АЦП последовательного приближения входит в со­став ATmega16x, но не входит в состав микроконтроллера ATmegal62x.

Основные параметры АЦП следующие:

· абсолютная погрешность: ±2 LSB1J;

· интегральная нелинейность: ±0.5 LSВ;

· быстродействие: до 15 тыс. выборок/с.

На входе модуля АЦП имеется 8-канальный аналоговый мультиплексор, предоставляющий в распоряжение пользователя 8 каналов с несим­метричными входами.

В качестве источника опорного напряжения для АЦП может использо­ваться как напряжение питания микроконтроллера, так и внутренний ли­бо внешний источник опорного напряжения.

Модуль АЦП может работать в двух режимах:

· режим одиночного преобразования, когда запуск каждого преобра­зования инициируется пользователем;

· режим непрерывного преобразования, когда запуск преобразований выполняется непрерывно через определенные интервалы времени. [ 2, с.382 ]

Регистры управления модулем АЦП

Название ATmega16x Описание
ADCSRA * Регистр A управления и состояния
ADMUX * Регистр управления мультиплексером
SFIOR * Регистр специальных функций  
   

 

 

 
  ADEN ADSC ADATE ADIF ADIE ADPS2 ADPS1 ADPS0
Чтение(R)/Запись(W) R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W
Начальное значение

Рис. 8. Формат регистров ADCSRA.

 

Биты регистра ADCRA

Название Описание
ADEN Разрешение АЦП(1-включено,0-выключено)
ADSC Запуск преобразования(1-начать преобразования)
ADATE Выбор режима работы АЦП
ADIF Флаг прерывания от компаратора
ADIE Разрешение прерывания от компаратора
ADPS2:ADPS0 Выбор частоты преобразования

 

 
  REFS1 REFS0 ADLAR MUX4 MUX3 MUX2 MUX1 MUX0
Чтение(R)/Запись(W) R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W
Начальное значение

 



Рис.9. Формат регистра ADMUX

 

Биты регистра ADCRA

Название Описание
REFS1:REFS0 Выбор источника опорного напряжения
ADLAR Выравнивание результата преобразования
MUX4…0 Выбор входного канала

 

 

Для разрешения работы АЦП необходимо записать лог. 1 в бит ADEN регистра ADCSRA, а для выключения — соответственно лог. 0. Если АЦП будет выключен во время цикла преобразования, то преобразование завер­шено не будет (в регистре данных АЦП останется результат предыдущего преобразован ия).

 

 

 
  ADTS2 ADTS1 ADTS0 - X X X X
Чтение(R)/Запись(W) R/W R/W R X X X X X
Начальное значение

 

Рис.10. Формат регистра SFIOR

 

Запуск АЦП возможен не только по команде пользователя, но и по прерыванию от некоторых пе­риферийных устройств, имеющихся в составе микроконтроллера. Для вы­бора режима работы используется бит ADATE регистра ADCSRA и биты ADTDS2:0 регистра SFIOR.



Если бит ADATE сброшен в 0, АЦП работает в режиме одиночного преобразования. Если же бит ADTAE установлен в 1, функционирование АЦП определяется содержимым битов ADTS2:0.

 

Таблица 13. Источпик сигнала для запуска преобразования

ADTS2 ADTS1 ADTS0 Источник стартового сигнала
Режим непрерывного преобразования
Прерывание от аналогового компаратора
Внешнее прерывание INTO
Прерывание па событию “Совпадение” («Совпадение А») таймера/стетчжхаТО
Прерывание по переполнению тайнера/счетчнка ТО
Прерывание по событию «Совпадение В»таймера/счетчика Т1
Прерывание па переполнению таймера/счетчиха Т1
Прерывание по событию «Захват» таймера/счетчнка T1

Запуск каждого преобразования в режиме одиночного преобразова­ния, а также запуск первого преобразования в режиме непрерывного пре­образования осуществляется установкой в 1 бита ADSC регистра ADCSRA . Запуск преобразования по прерыванию осуществляется при ус­тановке в 1 флага выбранного прерывания. Бит ADSC регистра ADCSRA при этом аппаратно устанавливается в 1, Запуск преобразования в этих ре­жимах также может быть осуществлен установкой бита ADSC регистра ADCSRA в 1.

В режимах одиночного и непрерывного преобразований цикл преобра­зования начинается по первому нарастающему фронту тактового сигнала после установки бита ADSC. Если используется запуск по прерыванию, то цикл преобразования начинается по первому нарастающему фронту так­тового сигнала после установки флага выбранного прерывания. Причем в момент установки этого флага осуществляется сброс предделителя модуля АЦП. Тем самым обеспечивается фиксированная задержка между генера­цией запроса на прерывание и началом цикла преобразования. Обратите внимание, что преобразование запускается при установке соответствую­щего флага, т. е. даже если само прерывание запрещено.



Длительность цикла составляет 13 тактов при использовании несим­метричного входа и 13 либо 14 тактов при использовании дифференциаль­ного входа (разные значения связаны с работой схемы синхронизации); выборка и запоминание входного сигнала осуществляется в течение пер­вых 1.5 и 2.5 тактов соответственно. Через 13 (14) тактов преобразование, бит ADSC аппаратно сбрасывается в 0 (в режиме одиночного преобразования), и результат преобразования сохраняется в регистре дан­ных АЦП. Одновременно устанавливается флаг прерывания ADIF регист­ра ADCSRA и генерируется запрос на прерывание. Как и флаги остальных прерываний, флаг ADIF сбрасывается аппаратно при запуске подпрограм­мы обработки прерывания от АЦП или программно, записью в него лог. 1. Разрешение прерывания осуществляется установкой в 1 бита ADIE регист­ра ADCSRA при установленном флаге 1 регистра SREG.

Если АЦП работает в режиме непрерывного преобразования, то новый цикл начнется сразу же после записи результата. В режиме одиночного преобразования новое преобразование может быть запущено сразу же пос­ле сброса бита ADSC (до сохранения результата текущего преобразова­ния). Однако реально цикл преобразования начнется не ранее чем через один такт после окончания текущего преобразования.

При первом запуске после включения АЦП для выполнения преобра­зования потребуется 25 тактов, т. е. на 12 тактов больше, чем обычно. В те­чение этих 12 тактов выполняется «холостое* преобразование, во время которого производится инициализация АЦП .

Отдельно следует сказать об использовании режима запуска по преры­ванию совместно с дифференциальными каналами. В этом случае АЦП необходимо выключать между преобразованиями, чтобы избежать некор­ректных измерений, связанных с неопределенностью момента сброса предделителя АЦП. В результате выключения и включения АЦП между преобразованиями будут выполняться только «длинные» преобразования, результаты которых всегда будут корректными.

Для формирования тактовой частоты модуля АЦП в нем имеется от­дельный предделитель. Коэффициент деления предделителя и соответ­ственно длительность преобразования определяются состоянием битов ADPS2...ADPS0 регистра ADCSRA.

Наибольшая точность преобразования достигается, если тактовая час­тота модуля АЦП находится в диапазоне 50...200 кГц. Соответственно, ко­эффициент деления предделителя рекомендуется выбирать таким, чтобы тактовая частота модуля АЦП находилась в указанном диапазоне. Если же точности преобразования меньше 10 битов достаточно, можно использо­вать более высокую частоту, увеличивая тем самым частоту выборки.

 

Таблица 14.Задание коэффициента деления предделителя частоты

ADPS2 ADPS1 ADPS0 Коэффициент деления

Таблица 15.Управление входным мультиплексером

MUX4…MUX0 Несимметричный вход Дифференциальный вход Прелварительное усиление
положительный отрицательный
ADC0 -
ADC1
ADC2
ADC3
ADC4
ADC5
ADC6
ADC7
  ADC0 ADC0 10x
  ADC1 ADC0 10x
  ADC0 ADC0 200x
  ADC1 ADC0 200x
  ADC2 ADC2 10x
  ADC3 ADC2 10x
  ADC2 ADC2 200x
  ADC3 ADC2 200x
  ADC0 ADC1 1x
  ADC1 ADC1 1x
  ADC2 ADC1 1x
  ADC3 ADC1 1x
  ADC4 ADC1 1x
  ADC5 ADC1 1x
  ADC6 ADC1 1x
  ADC7 ADC1 1x
  ADC0 ADC2 1x
  ADC1 ADC2 1x
  ADC2 ADC2 1x
  ADC3 ADC2 1x
  ADC4 ADC2 1x
  ADC5 ADC2 1x
1.22В -
0 В(GND)
           

Таблица 16.Выбор источника опорного напряжения


Дата добавления: 2014-12-30; просмотров: 39; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2021 год. (0.033 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты