ADC - WEMiF

Mikroprocesory
i mikrosterowniki
Analog-Digital Converter
Konwerter Analogowo-Cyfrowy
Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki
dr inż. Piotr Markowski
Na prawach rękopisu.
Na podstawie dokumentacji ATmega8535, www.atmel.com.
ADC - cechy
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
10-o bitowy wynik
nieliniowość 0,5 LSB
dokładność konwersji ± 2 LSB
czas konwersji 65÷260 µs
8 pojedynczych kanałów wejściowych
7 kanałów różnicowych
2 kanały różnicowe ze wzmocnieniem
zapis wyniku wyrównywany do P lub L
zakres napięć 0 – Vcc [V]
3 rodzaje napięcia odniesienia
tryb Free Running
wyzwalanie konwersji zdarzeniem
przerwanie od zakończenia konwersji
konwersja w stanie uśpienia – eliminacja zakłóceń
dr inż. Piotr Markowski © 2015
dr inż. Piotr Markowski © 2015
Rejestry:
ADMUX (ADC Multiplexer)
ADCSRA (ADC Control/Status Reg.)
ADCL + ADCH (ADC Data Reg.)
SFIOR (Special Function Register)
Przerwanie:
Zakończenie konwersji
Flaga ADIF (ADCSRA)
Włączanie ADIE (ADCSRA)
Wektor 0x00E
ADC - budowa
dr inż. Piotr Markowski © 2015
dr inż. Piotr Markowski © 2015
Rozpoczęcie
konwersji
Rozpoczęcie konwersji
dr inż. Piotr Markowski © 2015
Pojedyncza konwersja:
ADSC (ADCSRA)
Konwersja wielokrotna (free running):
ADSC (ADCSRA)
Rozpoczęcie konwersji
dr inż. Piotr Markowski © 2015
Konwersja wyzwalana zdarzeniem (triggering):
wystąpienie zdarzenia wyzwalającego
(zbocze ^ na fladze obserwowanego przerwania)
dr inż. Piotr Markowski © 2015
Przebieg
konwersji
Przebieg konwersji
dr inż. Piotr Markowski © 2015
U [V]
ADCHL [-]
t [µs]
Przebieg konwersji - pojedyncza
dr inż. Piotr Markowski © 2015
Start: ADEN
ADSC
Inne typy konwersji
dr inż. Piotr Markowski © 2015
Wielokrotna (free running)
Start pierwszej –
Start kolejnych –
Wyzwalana zdarzeniem (triggering)
Start –
Większy odstęp po konwersji - synchronizacja
Przebieg konwersji - taktowanie
dr inż. Piotr Markowski © 2015
50 ÷ 200 kHz
ADEN « 0 => stop CLK
Konwersja sygnałów różnicowych
dr inż. Piotr Markowski © 2015
Różnicowe + triggering:
ADEN « 0
ADEN « 1
(przed każdym)
dr inż. Piotr Markowski © 2015
Eliminacja
zakłóceń
Eliminacja zakłóceń
dr inż. Piotr Markowski © 2015
dr inż. Piotr Markowski © 2015
Wynik
konwersji
Wynik konwersji
dr inż. Piotr Markowski © 2015
DLA POJEDYNCZEGO SYGNAŁU ANALOGOWEGO:
• 10-bitowa
• zapis do rejestru
• wynik obliczany ze wzoru
DLA KONWERSJI RÓŻNICOWEJ:
• 10-bitowa
• zapis do rejestru
• wynik obliczany ze wzoru
dr inż. Piotr Markowski © 2015
Rejestry konwertera
Analogowo-cyfrowego
ADC Multiplexer Selection Register
wybór kanału wejściowego, napięcia odniesienia, zapis wyniku
dr inż. Piotr Markowski © 2015
ADMUX
dr inż. Piotr Markowski © 2015
ADC Data Register
rejestr wyniku
- ADLAR (ADMUX) -
dr inż. Piotr Markowski © 2015
ADC Control and Status Register A
rejestr sterujący
dr inż. Piotr Markowski © 2015
ADEN (ADC ENable)
ADSC (ADC Start Conversion)
ADATE (ADC Auto Trigger Enable)
ADIF (ADC Interrupt Flag)
ADIE (ADC Interrupt Enable)
ADC Control and Status Register A
rejestr sterujący
dr inż. Piotr Markowski © 2015
(ADC Prescaler Select)
Special Function IO Register
opcje auto trigger
dr inż. Piotr Markowski © 2015
Przykład
dr inż. Piotr Markowski © 2015
Konwerter analogowo-cyfrowy
Program przykładowy
Przykład
Przykładowe zagadnienia
sprawdzające
dr inż. Piotr Markowski © 2015
1.
2.
3.
4.
Napięcie odniesienia – do czego i dlaczego jest konieczne?
Tryby pracy: konwersja pojedyncza (single), ciągła (free running), wyzwalana
zdarzeniem (triggering) – podstawowe podobieństwa i różnice.
Jaki będzie wynik konwersji na postać cyfrową sygnału VIN = 0,7 V, przy napięciu
referencyjnym VREF = 1,2 V?
Jak należy odczytywać wynik z rejestru ADC (kolejność odczytu rejestrów)?