10 Аналоговый компаратор

10.1. Функционирование компаратора

Аналоговый компаратор сравнивает входное напряжение на положи­тельном входе PB0 (AIN0) и отрицательном входе (AIN1). Когда напряже­ние на положительном входе больше напряжения на отрицательном, устана­вливается бит ACO (Analog Comparator Output). Выход аналогового компаратора можно установить на работу с функцией захвата Таймера/Счетчика1. Кроме того, компаратор может вызывать свое прерывание. Пользователь может установить срабатывание прерывание по нарас­тающему или спадающему фронту, или по переключению.

Для компаратора отведены линии порта РВ2 (AIN0, неинвертирующий вход) и PB3 (AIN1, инвертирующий вход)

Чтобы указанные линии портов ввода/вывода могли использоваться аналоговым компаратором, они должны быть сконфигуриро­ваны как входы (соответствующий разряд регистра DDRB установлен в «1»). Кроме того, необходимо отключить внутренние подтягивающие ре­зисторы записью лог. «0» в соответствующий разряд регистра PORTВ.

Структурная схема аналоговою компаратора приведена на рис.10.1.

Рисунок 10.1 - Структурная схема аналогового компаратора

Управление компаратором и контроль его состояния осуществляются с помощью peгистра ACSR, расположенною по адресу $08 ($28). Формат этого регистра приведен на Рис. 7.2.

По своему действию рассматриваемый узел микроконтроллера является обычным компаратором. Если напряжение на выводе AIN0 больше напряжения на выводе AIN1 (инвертирующий вход), о результат сравнения будет равен «1». В противном случае результат равнения будет равен «0». Этот результат (состояние выхода компаратора) сохраняется в разряде АСО регистра ACSR.

10.2 Analog Comparator Control and Status Register (ACSR)

Бит $08($28) R/W Нач.знач.	7	6	5	4	3	2	1	0	ACSR
	ACD	-	ACO	ACI	ACIE	ACIC	ACIS1	ACIS0
	R/W	R	R	R/W	R/W	R/W	R/W	R/W
	0	0	N/A	0	0	0	0	0

Рисунок 10.2 – Регистр управления и состояния АС (ACSR)

Бит 7 - ACD (Analog Comparator Disable). Запрещение работы аналогового компаратора. Когда этот бит ус­тановлен, питание от аналогового компаратора отключается. Для отключе­ния компаратора этот бит можно установить в любое время. Обычно это свойство используется, если критично потребление процессора в холостом режиме и восстановление работы процессора от аналогового компаратора не требуется. При включении напряжения питания все разряды регистра ACSR сбрасываются в «0», поэтому компаратор автоматически включается при подаче напря­жения питания на микроконтроллер. При изменении бита ACD прерывания от аналогового компа­ратора должны быть запрещены сбросом ACIE в регистре ACSR. В противном случае прерывание может произойти во время изменения бита.

Бит 6 - зарезервирован. В AT90S8535 этот бит зарезервирован и всегда читается как 0.

Бит 5 – ACO (Analog Comparator Output). Выход аналогового компаратора. Бит ACO непосредственно подключен к выходу аналогового компаратора. Как и для других прерываний, этот флаг сбрасывается аппаратно при запуске подпрограммы обработки прерывания или программ­но — записью в него лог. «1».

Бит 4 - ACI (Analog ComparatorInterrupt Flag). Флаг прерывания от аналогового компаратора. Этот бит устанавливается, когда переключение выхода компаратора совпадает с ре­жимом прерывания установленным битами ACIS1 и ACIS0. Программа обрабо­тки прерывания от аналогового компаратора выполняется, если установлен бит ACIE (1) и установлен бит I в регистре состояния SREG. Бит ACI сбрасывается аппаратно при выполнении соответствующего вектора прерывания. Другой способ очистить ACI - записать во флаг логическую единицу.

Бит 3 - ACIE (Analog Comparator Interrupt Enable). Разрешение прерывания от аналогового компаратора. Ко­гда установлен этот бит и бит I регистра состояния SREG, прерывания от ана­логового компаратора отрабатываются. Если бит сброшен в «0», то прерывания запрещены.

Бит 2 - ACIC (Analog Comparator Input Capture Enable). Захват по выходу аналогового компаратора. Если этот бит установлен, функция захвата таймера/счетчика 1 управляется выходом аналогового компаратора. При этом выход компаратора подключается непосредственно к схеме обработки захвата, вместо вывода ICP. Когда бит очищен, схема захвата и компаратор разъединены. Чтобы компаратор мог управлять функцией захвата таймера/счетчика1, должен быть установлен бит TICIE1 в регистре TIMSK.

Биты 1,0 - ACIS1, ACIS0 (Analog Comparator Interrupt Mode Select). Выбор режима прерывания аналогового компа­ратора. Различные установки приведены в табл.10.1.

Таблица 10.1

Установки ACIS1/ACIS0

ACIS1	ACIS0	Описание
0	0	Любое изменение состояния выхода компаратора
0	1	Зарезервировано
1	0	Изменение состояния выхода компаратора с «1» на «0»
1	1	Изменение состояния выхода компаратора с «0» на «1»

Примечание: При изменении битов ACIS1/ACIS0 прерывания от аналогового компаратора должны быть запрещены сбросом бита разрешения прерывания в регистре ACSR. Иначе прерывание может произойти при изменении битов.

Основные параметры аналогового компаратора приведены в табл.10.2.

Таблица 10.2

Основные параметры аналогового компаратора

Обозн.	Параметр	Условия	min	max	Ед.изм
VACIO	Входное напряжение смещения	VCC=5B, VIN=VCC/2		40,0	мВ
IACLK	Ток утечки на входе	VCC=5B, VIN=VCC/2	-50,0	50,0	нА
tACPD	Время отклика	VCC=2,7B, VCC=4B		750 500	нс