Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

Ижевский Государственный Технический университет

Устройства ввода/вывода

АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ В

МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ NEC 78K0/KF1+

Методические указания к лабораторной работе №5

по курсу «Цифровые устройства и микропроцессоры»

(Приложение К)

Ижевск

2007

Содержание

1 Цель и содержание работы 4

1.1 Содержание отчёта 4

2 Аналогово-цифровой преобразователь 4

2.1 Регистры АЦП. 6

2.2 Операции с АЦП 8

2.3 Последовательность действий при работе с АЦП. 12

3 Контрольные вопросы 13

1. Цель и содержание работы

Целью работы является изучение устройств ввода/вывода аналоговых сигналов, а именно АЦП.

При выполнении лабораторного задания осуществляется ввод исходных текстов программ, ассемблирование и отладка программ.

После выполнения работы оформляется отчёт с указанным ниже содержанием.

1. Содержание отчёта

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

• Титульный лист;

• Цель и задачи работы;

• Исходные тексты программ и блок-схемы с пояснениями и комментариями;

• Выводы по работе.

2. Аналогово–цифровой преобразователь

Аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) предназначен для преобразования входной аналоговой величины в ее цифровой эквивалент. В данный микроконтроллер встроен 10-разрядный 8 канальный АЦП последовательного приближения (выводы микроконтроллера AIN7…AIN0).

АЦП может выполнять следующие функции:

- 10 разрядное 8-канальное аналого-цифровое преобразование, с вырабатыванием запроса на прерывание (INTAD) по завершению преобразования.

- Функция обнаружения сбоя напряжения питания. Эта функция удобна для контроля заряда батареи питания. При этом сравнивается значение регистра преобразования (ADCR) и регистра порогового напряжения (PFT). Как только значение преобразования и регистра порогового напряжения совпадут, сразу же вырабатывается запрос на прерывание INTAD.

Структурная схема АЦП приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Структурная схема АЦП.

В состав АЦП входят следующие узлы.

Мультиплексор позволяет выбрать один из аналоговых входов в качестве входа АЦП. Также имеется возможность сканирования входов. В этом режиме последовательно опрашиваются от 2 до 8 входов. Режим сканирования настраиваться с помощью регистров АЦП.

Устройство выборки-хранения (УВХ) предназначено для удержания входной аналоговой величины на неизменном уровне на время равное времени преобразования АЦП.

Регистр последовательного приближения хранит эквивалент входной аналоговой величины. Его содержимое изменяется до тех пор, пока напряжения на входах компаратора не сравняются. Регистр последовательного приближения управляет коммутатором резистивной матрицы. Напряжение, выдаваемое резистивной матрицей на компаратор, пропорционально коду, подаваемому регистром последовательного приближения. Таким образом, при сравнении напряжений на входах компаратора регистр последовательного приближения прекращает изменять свое значение. Содержимое этого регистра в этот момент является цифровым эквивалентом входной аналоговой величины. Регистр последовательного приближения программно не доступен. Для чтения его содержимого необходимо прочитать регистр ADCR. Чтение этих регистров возвращает содержимое регистра последовательного приближения.

Опорное напряжение, подаваемое на вывод микроконтроллер AV_REF0 должно находиться в пределах 2,7...5,5 В, соответственно в этих же пределах должно находится напряжение на входах ANIn.

Регистр PFT содержит пороговое значение. Выход за пределы порогового значения содержимого регистра ADCR приводит к возникновению запроса прерывания INTAD. Возникновение прерывания возможно как при превышении порога, так и при занижении, это определяется регистром PFM

Кроме перечисленных регистров в состав АЦП входят регистры ADS и ADM. Эти регистры управляют работой АЦП.