11.2.3. Аналого-цифровое преобразование
Функциональная схема 4-канального 8-разрядного преобразователя напряжение – код (АЦП) приведена на рис. 11.4. Здесь в качестве опорного напряжения используется VDD. Входные напряжения поданы на входы RA0 – RA3. Микроконтроллер PIC16C71 использует внутренний RC генератор.
Рис. 11.4. Функциональная схема 4-канального АЦП
Ниже приводится макет текста программы, написанный для MPASM, реализующий работу 4-канального 8-разрядного АЦП.
; Инициализация АЦП.
; Выбор СН0:СНЗ, внутренний RC генератор.
; Запись результата в 4 регистра, начиная с адреса ADTABLE (10h)
;
; Инициализация
BSF STATUS, PR0 ; Выбор банка 1
MOVLW B'00000000' ; Выбор RA3:RA0 как
MOVWF ADCON1 ; аналоговых входов
BCF STATUS, PR0 ; Выбор банка 0
MOVLW B'11000001' ; Выбор канала 0, внутреннего RC
MOVWF ADCON0 ; генератора, включение АЦП
MOVLW ADTABLE ; Установка начала таблицы...
MOVWF FSR ; записи результата
;
NEW_AD CALL SAMPLE-DELAY ; Временная пауза
BSF ADCON0, 2 ; Старт преобразования
LOOP
BTFSC ADCON0, 2 ; Преобразование завершено?
GOTO LOOP ; Если нет – цикл
;
MOVF ADRES, W ; Чтение результата преобразования
MOVWF 0 ; Сохранение результата в таблице
MOVLW 4 ; Выбор следующего канала
ADDWF ADCON0 ;
BCF ADCON0, CHS2 ; Защита от переполнения
; Вычисление позиции записи результата в таблицу
CLRF TEMP ; Очистка регистра temp
BTFSC ADCON0, CHS0 ; Проверка установки бита CHS0
BSF TEMP, 0 ; Если текущий канал СН1, СНЗ
BTFSC ADCON0, CHS1 ; Проверка установки бита CHS0
BSF TEMP, 1 ; Если текущий канал СНО, СН2
MOVLW ADTABLE ; Запись нового значения
ADDWF TEMP, W ; позиции таблицы в регистр
MOVWF FSR ; указатель косвенной адресации
GOTO NEW_AD
11.3. Общие сведения о микроконтроллерах семейства avr
Микроконтроллеры семейства AVR подразделяются на 3 группы:
- Classic AVR;
- Tiny AVR;
- Mega AVR.
Принадлежность МК к той или иной группе определяется его аппаратными возможностями: объемом внутренней памяти программ и данных, наличием АЦП, объемом EEPROM, количеством и разрядностью таймеров-счетчиков, возможностями модуля UART и т.д.
Обобщенная структурная схема MK AVR приведена на рис. 11.5.
Рис. 11.5
Файл регистров общего назначения. Все оперирующие регистрами команды в наборе команд прямо адресуются к любому из регистров за один машинный цикл. Единственное исключение – пять команд, оперирующих с константами: SBCI, SUBI, CPI, ANDI, ORI, и команда LDI, загружающая регистр константой. Эти команды работают только со второй половиной регистрового файла – R16-R31. Команды SBC, SUB, CP, AND и OR, как и все остальные, работают со всем регистровым файлом.
Регистр R30 также используется как 8-разрядный указатель для непосредственной адресации регистрового файла.
Арифметико-логическое устройство (АЛУ) процессора непосредственно подключено к 32 регистрам общего назначения. За один машинный цикл АЛУ производит операции между регистрами регистрового файла. Команды АЛУ разделены на три основных категории – арифметические, логические и битовые. Некоторые микроконтроллеры семейства AVR имеют аппаратный умножитель в арифметической части АЛУ.
Загружаемая память программ.
Память программ содержит (в зависимости от разновидности МК) от 1К до 128К загружаемой флэш-памяти для хранения программ. Поскольку все команды занимают одно 16-разрядное слово, флэш-память организована как 512 16-разрядных слов. Флэш-память выдерживает не менее 1000 циклов перезаписи.
Программный счетчик имеет ширину 9 бит и таким образом адресуется к 512 словам программной флэш-памяти.
Подробно загрузка флэш памяти будет рассмотрена дальше.