3.5 Регистры данных adc - adcl и adch - (adc Data Register)
По завершении цикла преобразования результат преобразования размещается в этих двух регистрах. Важно, чтобы в циклическом режиме считывались оба регистра и чтобы регистр ADCL считывался перед считыванием ADCH.
3.6 Сканирование аналоговых каналов
Поскольку смена аналоговых каналов происходит после завершения цикла преобразования в циклическом режиме смена каналов (сканирование каналов) может происходить без прерывания преобразователя. Обычно для выполнения смены канала выполняется прерывание по завершению преобразования. Однако пользователю необходимо принять к сведению следующее соображение: прерывание активируется сразу по готовности результата к считыванию. В циклическом режиме следующее преобразование начинается через один тактовый цикл ADC после активации прерывания. Если содержимое ADMUX будет изменено в течение этого одного тактового цикла, то новые установки будут задействованы при начале нового преобразования. Если же изменение состояния ADMUX произойдет позднее этого тактового цикла, то при активированном преобразовании будут использоваться предшествовавшие установки.
4 Задание к лабораторной работе
Изучить принцип работы аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователей, быстрое преобразование Фурье (магистрантам) по конспекту лекций, учебной литературе и интернет-источникам:
Жан М. Рабаи, Ананта Чандракасан, Боривож Николич. Цифровые интегральные схемы. Методология проектирования = Digital Integrated Circuits. — 2-е изд. — М.: Вильямс, 2007. — 912 с. — ISBN 0-13-090996-3
S. Norsworthy, Richard Schreier, Gabor C. Temes. Delta-Sigma Data Converters. ISBN 0-78-031045-4.
Mingliang Liu. Demystifying Switched-Capacitor Circuits. ISBN 0-75-067907-7.
Behzad Razavi. Principles of Data Conversion System Design. ISBN 0-78-031093-4.
Phillip E. Allen, Douglas R. Holberg. CMOS Analog Circuit Design. ISBN 0-19-511644-5.
В. Б. Смолов, В. С. Фомичев. Аналого-цифровые и цифроаналоговые вычислительные устройства. Энергия, 1974
5 Порядок выполнения лабораторной работы
В лабораторной работе используется программа ProteusиVMLab. Необходимо собрать схему, состоящую из микроконтроллераAtmega16, двух аналоговых генераторов и последовательно подключенного ЦАПTLC5615, выход которого заведён на осциллограф (см. предыдущие лабы).
Д
ля
этого необходимо: подключить оба выхода
генераторов к одному входу АЦП контроллера,
входы ЦАПDIN(DigitalINput),CS(ChipSelect),SCLK(SignalClock)
подключить соответственно к выводамPB0,PC1,PC0
микроконтроллераAtmega16.
На аналоговый выход ЦАП (REFIN)
подключить делить напряжения на
переменном резисторе, см. предыдущую
лабу. Между вариативным выводомOUTи «землёй» вести измерения вольтметром
(находится на вертикальной ленте «VirtualInstrumentsMode»).
Затем
подключить цифровой осциллограф к порту
В микроконтроллера:
в левой вертикальной ленте программыProteusвыбрать пункт «VirtualInstrumentsMode»
и перенести на схемуOSCILLOSCOPE– виртуальный осциллограф, выводыA,B,Cкоторого
необходимо подключить параллельно к
связке МК – АЦП к выводамDIN,CS,SCLK,DOUTсоответственно.
Прошивка для микроконтроллера набирается в VMLabи находится в одной папке с методическими указаниями –Mega16_ADAC(код см. в ПРИЛОЖЕНИИ), частоту внутреннего генератора задать –Int.RC8MHz.
По окончании подключения цепей схемы проверить работоспособность, включив симуляцию - Наблюдать на осциллографе аналоговый сигнал, идентичный сумме 2х сигналов с генераторов. Частоты работы генераторов выбрать произвольно в промежутке от 1 до 100 Гц, амплитуды сигналов должны отличаться друг от друга на 50%.
Вычислить значение частоты дискретизации АЦП.
Вычислить значение частоты дискретизации ЦАП.
Вычислить значение скорости потока данных.
Показать примерные переходные характеристики АЦАП.
Построить аналоговый график функции f(x) на выходе ЦАП, согласно выбранным частотам генераторов.
Задание для магистрантов:
- Реализовать Быстрое Преобразование Фурье (БПФ) на микроконтроллере для двух выбранных частот генераторов.
- Построить цифровой фильтр и вырезать одну из частот при цифро-аналоговом преобразовании.