Mikroprocesory i Mikrosterowniki Analog-Digital Converter Konwerter Analogowo-Cyfrowy

Transkrypt

1 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,

2 Konwersja analog. -> cyfr. U [V] ADC [-]

3 ADC - rodzaje Przetwornik o porównaniu bezpośrednim Przetwornik z próbkowaniem analogowym Przetwornik podwójnie całkujący Przetwornik z sukcesywną aproksymacją

4 ADC - cechy rozdzielczość: 10-bit dokładność konwersji ± 2 LSB czas konwersji µs częstotliwość taktowania 50 khz 200 khz 8 pojedynczych kanałów wejściowych kanały różnicowe (ze wzmocnieniem) napięciowy zakres pracy 0 Vcc [V] 3 rodzaje napięcia odniesienia tryb Free Running wyzwalanie konwersji zdarzeniem przerwanie od zakończenia konwersji konwersja w stanie uśpienia eliminacja zakłóceń (ADC Noise Reduction Sleep Mode)

5 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

6 ADC - budowa

7 Rozpoczęcie konwersji

8 Rozpoczęcie konwersji Pojedyncza konwersja: ADSC (ADCSRA) Konwersja wielokrotna (free running): ADSC (ADCSRA)

9 Rozpoczęcie konwersji Konwersja wyzwalana zdarzeniem (triggering): wystąpienie zdarzenia wyzwalającego (zbocze ^ na fladze obserwowanego przerwania)

10 Przebieg konwersji

11 Przebieg konwersji - pojedyncza Start: ADEN ADSC

12 Inne typy konwersji Wielokrotna (free running) Start pierwszej Start kolejnych Wyzwalana zdarzeniem (triggering) Start Większy odstęp po konwersji - synchronizacja

13 Przebieg konwersji - taktowanie khz ADEN «0 => stop CLK

14 Eliminacja zakłóceń

15 Eliminacja zakłóceń

16 Wynik konwersji

17 Wynik konwersji 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

18 Wynik konwersji Odczyt rejestru powoduje zablokowanie całego rejestru Dopiero odczyt odblokowuje rejestr Wniosek:

19 Rejestry konwertera Analogowo-cyfrowego

20 ADC Multiplexer Selection Register wybór kanału wejściowego, napięcia odniesienia, zapis wyniku

21 ADMUX

22 ADC Data Register rejestr wyniku -ADLAR (ADMUX) -

23 ADC Control and Status Register A rejestr sterujący ADEN (ADC ENable) ADSC (ADC Start Conversion) ADATE (ADC Auto Trigger Enable) ADIF (ADC Interrupt Flag) ADIE (ADC Interrupt Enable)

24 ADC Control and Status Register A rejestr sterujący (ADC Prescaler Select)

25 Special Function IO Register opcje auto trigger

26 Przykład Konwerter analogowo-cyfrowy Program przykładowy

27 Przykład

28 Przykładowe zagadnienia sprawdzające 1. Napięcie odniesienia do czego i dlaczego jest konieczne? 2. Tryby pracy: konwersja pojedyncza (single), ciągła (free running), wyzwalana zdarzeniem (triggering) podstawowe podobieństwa i różnice. 3. Jaki będzie wynik konwersji na postać cyfrową sygnału V IN = 0,7 V, przy napięciu referencyjnym V REF = 1,2 V? 4. Jak należy odczytywać wynik z rejestru ADC (kolejność odczytu rejestrów)?