【教学课件】第八章AD转换模块.ppt
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1、第八章 A/D转换模块,本节提要,一、A/D转换基础知识二、ATD模块简介三、ATD模块寄存器四、ATD模块编程范例,本节提要,一、A/D转换基础知识二、ATD模块简介三、ATD模块寄存器四、ATD模块编程范例,ADC概述,微控制器处理的是离散量(数字量),而现实中往往是连续量(模拟量)物理量如:温度,压力,湿度以及速度等等传感器 将物理量转换为电信号(电压,电流)需要模拟-数字转换器将电信号转换为数字量以供微控制器处理,基本概念,传感器,控制器,执行器,ADC 工作原理,将输入电压与若干等间距的参考电压进行比较因此需要比较器Uin Uref Uout=V+1Uin Uref Uout=0V
2、0,Uin,Uref,Uout,1位ADC,ADC 工作原理,3 个比较器可将电压分成4 级(以 2位来表示),Uref1,Uref2,Uref3,Rank0,Rank1,Rank2,Rank3,Uref1,Uref2,Uref3,Uout1,Uout2,Uout3,Quiz1:For voltage in rank2,Uout1=?Uout2=?Uout3=?,Umax,Umin,Uin,ADC工作原理,2位ADC,Uin,Uref,R,R,R,R,D0,D1,编码器,8位 ADC,需要多少个比较器?,ADC工作原理,Flash Converter ADC优点:速度极快缺点:非常复杂逐次逼近
3、式A/D转换器,ADC工作原理,逐次逼近式转换器转换过程(4位),SA-ADC 完成一次转换至少需要 n 个时钟周期,ADC工作原理,必须进行采样保持以避免输入电压在转换期间发生变化,ADC工作原理,逐次逼近式转换器(SA-ADC)非常快比较复杂SA-ADC在单片机中较为常见单片机中常见典型为8-12位具有多个多路复用的模拟通道,ADC 参数,转换位数(Bits)分辨率=2-n(8bits=0.39%)转换速度(Speed)由工作时钟频率和转换位数确定转换范围(Range)05V,010V,-5V+5V.Etc.转换通道数(Channels)Distinguish the channel an
4、d converter,本节提要,一、A/D转换基础知识二、ATD模块简介三、ATD模块寄存器四、ATD模块编程范例,8/10/12位可选 转换速度较高,10位精度,单次转换时间为7usec 采样时间可编程设置 多种转换模式:数据对齐方式、单次/连续转换、转换结果比较 外触发控制 转换结束可产生中断 可用于8个模拟输入通道的模拟输入多路转换器.模拟/数字输入引脚复用 18 转换序列长度.多通道扫描,S12单片机ADC特性,转换时间计算举例:(假设A/D 时钟为2MHz,10位精度)转换时间=Initial Sample Time+Programmed Sample Time+Resolutio
5、n Period=2+2+10=14 A/D Clocks=7uSec,S12单片机ADC转换时间,S12单片机ADC模块框图,ADC 引脚可用于数字输入,ADC 结果寄存器,模拟输入通道,参考电压,本节提要,一、A/D转换基础知识二、ATD模块简介三、ATD模块寄存器四、ATD模块编程范例,ATD 模块寄存器,共27个寄存器控制寄存器(ATDCTL0ATDCTL5,6个)状态寄存器(ATDSTAT0ATDSTAT1,2个)比较使能寄存器(ATDCMPE,1个)比较方式寄存器(ATDCMPHT,1个,)转换输入使能寄存器(ATDDIEN,1个)转换结果寄存器(ATDDR0ATDDR15,16个
6、)其中:8位寄存器:ATDCTL0ATDCTL5,ATDSTAT0 16位寄存器:其余,ATD Registers 1/12,ATD Control Register 0(ATDCTL0),WRAP3-0-Wrap Around Channel Select 0=ReservedX=多通道转换模式 从ANx回绕到AN0 1x 15 仅在ATDCTL5的MULT=1时有效,ATD Registers 2/12,SRES1:0-A/D Resolution Select,ATD Control Register 1(ATDCTL1),ETRIGSEL-External Trigger Source
7、 Select S12XS此位无效,ETRIGCH3:0-External Trigger Channel Select,SMP_DIS-Discharge Before Sampling Bit 0=No discharge 1=discharge,注:写ATDCTL1会终止当前转换序列,ATD Registers 3/12,ATD Control Register 2(ATDCTL2),AFFC-ATD Fast Flag Clear All0=向CCFn 标志位写1则清零1=读ATD转换结果寄存器则CCFn 标志位清零(当比较功能被禁止)写ATD转换结果寄存器则CCFn 标志位清零(当比
8、较功能被使能),ICLKSTP-Internal Clock in Stop Mode Bit0=停止模式下,停止当前转换,退出停止模式后ATD转换自动重新开始1=停止模式下,可继续使用内部时钟进行ATD转换,ETRIGLE-External Trigger Level/Edge ControlETRIGP-External Trigger Polarity,ETRIGE-External Trigger Mode Enable0=禁止外部触发信号1=使能外部触发信号,ASCIE-ATD Sequence Complete Interrupt Enable0=禁止ATD转换序列结束中断1=使能
9、ATD转换序列结束中断,ACMPIE-Internal Clock in Stop Mode Bit0=禁止比较中断1=使能比较中断,注:写ATDCTL2会终止当前转换序列,ATD Registers 4/12,ATD Control Register 3(ATDCTL3),DJM-Result Register Data Justification0=Left justified data in the result registers1=Right justified data in the result registers,S8C,S4C,S2C,S1C-Conversion Seque
10、nce Length,FIFO-Result Register FIFO Mode0=Conversion results are placed in the corresponding result register up to the selected sequence length.1=Conversion results are placed in consecutive result registers(wrap around at end).,FRZ1:0-Background Debug Freeze Enable,注:写ATDCTL3会终止当前转换序列,ATD Register
11、s 5/12,设置预分频因子时,0.25MHzAEDCLK 8.3MHz,ATD Control Register 4(ATDCTL4),SMP2:0-Sample Time Select,PRS4:0-ATD Clock Prescaler,采样时间长,采样点电平更准确的逼近外部信号电平,注:写ATDCTL4会终止当前转换序列,ATD启动:写ATDCTL5会终止当前转换序列,并开始新一次转换此后,若外部触发信号每次满足触发条件都会开始一次ATD转换,ATD Registers 6/12,ATD Control Register 5(ATDCTL5),SC-Special Channel Co
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- 教学课件 教学 课件 第八 AD 转换 模块
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