Семейство микроконтроллеров MSP430X1XX, руководство пользователя (2004)
.pdf
Раздел XVII. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
АЦП12 |
|||||
|
Старт |
Останов |
Старт |
Завершение |
|||||||||||||
|
выборки |
выборки |
преобразования |
преобразования |
|||||||||||||
SHI |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 x ADC12CLK |
|||||||||
SAMPCON |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
tвыборки |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
tsync |
|
|
tпреобразования |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ADC12CLK
Рис. 17-3. Расширенный режим выборки
Импульсный режим выборки
Импульсный режим выборки выбирается, когда SHP=0. Сигнал SHI используется для запуска таймера выборки. Биты SHT0x и SHT1x в ADC12CTL0 управляют интервалом таймера выборки, который задает период tsampe выборки SAMPCON. Таймер выборки оставляет высокий уровень SAMPCON после синхронизации с ADC12CLK для запрограммированного интервала tsampe. Общее
время выборки равно tsampe плюс tsync. См. рис. 17-4.
Биты SHTx устанавливают время выборки в 4 раза больше чем ADC12CLK. SHT0x устанавливает время выборки для ADC12MCTL0-7, а SHT1x устанавливает время выборки для ADC12MCTL8-15.
Старт |
Останов |
Старт |
Завершение |
выборки |
выборки |
преобразования преобразования |
|
SHI |
|
|
|
SAMPCON |
|
|
13 x ADC12CLK |
tвыборки |
|
|
|
tsync |
|
tпреобразования |
|
|
|
|
|
ADC12CLK |
|
|
|
Рис. 17-4. Импульсный режим выборки |
|||
Библиотека Компэла |
|
|
311 |
Раздел XVII. |
АЦП12 |
Биты CSTARTADDx определяют первый регистр ADC12MCTLx, используемый для любого преобразования. Если выбраны одноканальный или повторный одноканальный режимы преобразования, CSTARTADDx указывают на единственный ADC12MCTLx, который будет использован.
Если выбран режим преобразования «последовательность каналов» или «повторяющаяся последовательность каналов», CSTARTADDx указывают на расположение ADC12MCTLx, который будет использоваться в последовательности. Программно невидимый указатель автоматически инкрементируется до следующего ADC12MCTLx в последовательности после каждого завершения преобразования. Последовательность продолжается до обработки бита EOS в ADC12MCTLx – это будет обработка последнего управляющего байта.
Когда результат преобразования записывается в выбранный регистр ADC12MEMx, устанавливается соответствующий флаг в регистре ADC12IFGx.
17.2.6. Режимы преобразований АЦП12
АЦП12 имеет четыре режима работы, выбираемые битами CONSEQx так, как описано в таблице 17-1.
Таблица 17-1. Сводный перечень режимов преобразования
CONSEQx |
Режим |
Операция |
|
|
|
|
|
00 |
Одноканальный с одиночным |
Выполняется одно преобразование в одном |
|
преобразованием |
канале. |
||
|
|||
01 |
Последовательность каналов |
Выполняются однократные преобразования после- |
|
довательности каналов. |
|||
|
|
||
10 |
Повторяющийся одноканаль- |
Выполняется повторяющееся преобразование в |
|
ный |
одном канале. |
||
|
|||
|
|
|
|
11 |
Повторяющаяся последова- |
Выполняются повторяющиеся преобразования |
|
тельность каналов |
последовательности каналов. |
||
|
|||
|
|
|
Одноканальный режим с одиночным преобразованием
В одном канале однократно выполняется выборка и преобразование. Результат АЦП записывается в регистр ADC12MEMx, определенный битами CSTARTADDx. На рис. 17-6 показан процесс одноканального режима с одиночным преобразованием. Если преобразования запускаются ADC12SC, поочередные преобразования могут быть запущены битом ADC12SC. Когда используется другой источник запуска, ENC должен переключаться между каждым преобразованием.
Режим последовательности каналов
Врежиме последовательности каналов однократно выполняется выборка
ипреобразование. Результат АЦП записывается в память преобразований, на-
Библиотека Компэла |
|
313 |
|
MSP430x1xxFamily
чиная с ADCMEMx, определенным битами CSTARTADDx. Последовательность останавливается после измерения в канале с установленным битом EOS. На рис. 17-7 показан режим последовательности каналов. Если последователь-
CONSEQx = 00 |
ADC12 |
|
|
ADC12ON = 1 |
|
|
выключен |
|
|
|
ENC = |
|
x = CSTARTADDx |
|
|
ожидание |
ENC = |
SHSx = 0 |
включения |
|
|
ENC = |
|
и |
|
|
|
|
|
ENC = 1 или |
|
|
и |
Ожидание |
|
ADC12SC = |
запуска |
|
ENC = 0 |
SAMPCON = |
|
|
|
|
|
|
SAMPCON = 1 |
|
Выборка, входной |
|
|
канал определен |
|
ENC = 0* |
в ADC12MCTLx |
|
|
|
|
SAMPCON = |
|
|
|
|
12 x ADC12CLK |
Преобразование
ENC = 0*
1 x ADC12CLK
Преобразование завершено,
результат сохранен в ADC12MEMx, ADC12IFG.х установлен
x =указатель в ADC12MCTLx
*Результат преобразования непредсказуем
Рис. 17-6. Одноканальный режим одиночного преобразования
ность запускает ADC12SC, поочередные последовательности могут запускаться битом ADC12SC. Когда используется другой источник запуска, ENC должен переключаться между каждой последовательностью.
314 |
|
Библиотека Компэла |
|
MSP430x1xxFamily
•Сброс ENC в одноканальном режиме одиночного преобразования немедленно останавливает преобразование, при этом результат оказывается непредсказуемым. Для получения правильного результата необходимо опрашивать бит занятости до сброса перед очисткой ENC.
•Сброс ENC во время повторяющегося одноканального преобразования останавливает преобразователь в конце текущего преобразования.
•Сброс ENC во время последовательного или повторно-последователь- ного режимов останавливает преобразователь в конце последовательности.
•Любой режим преобразования может быть немедленно остановлен установкой CONSEQx=0 и сбросом бита ENC. Данные преобразования будут ненадежны.
Примечание: Отсутствие установленного бита EOS для последовательности
Если установленного бита EOS нет и выбран режим последовательностей, сброс бита ENC не приведет к останову последовательности. Для останова последовательности сначала нужно выбрать одноканальный режим, а затем сбросить ENC.
17.2.7. Использование интегрированного температурного датчика
При использовании имеющегося на кристалле температурного датчика пользователь выбирает аналоговый входной канал INCHx=1010. Любая другая конфигурация рассматривается как выбор внешнего канала, включая выбор опорного источника, выбор памяти преобразований и т.д.
Типичная передаточная функция температурного датчика показана на рис. 17-10. Если используется температурный датчик, период выборки должен быть больше 30 мкС. Ошибка смещения температурного датчика может быть большой и может потребоваться калибровка для большинства приложений. См. справочные данные конкретного устройства для выяснения подробностей.
При выборе температурного датчика автоматически запускается расположенный на кристалле опорный генератор в качестве источника напряжения для температурного датчика. Однако это не включает выход VREF+ и не влияет на выбор опорного источника для преобразования. Процедура выбора источника для преобразования информации с температурного датчика подобна процедуре выбора для любого другого канала.
17.2.8. Заземление АЦП12 и рассмотрение влияния помех
Как в любом АЦП с высоким разрешением, для устранения нежелательных паразитных эффектов и шумов, а также предотвращения возникновения
318 |
|
Библиотека Компэла |
|
Раздел XVII. |
АЦП12 |
паразитных контуров с замыканием на землю, необходимы особая разводка печатной платы и особые методы заземления.
Вольты |
|
|
|
1.300 |
|
|
|
1.200 |
|
|
|
1.100 |
|
|
|
1.000 |
|
|
|
0.900 |
|
|
|
|
VTEMP =0.00355(TEMPC)+0.986 |
||
0.800 |
|
|
|
0.700 |
|
|
°Цельсия |
|
|
|
|
•50 |
0 |
50 |
100 |
Рис. 17-10. Типичная передаточная функция температурного датчика
Паразитные общие петли формируются, когда ток возврата от АЦП проходит совместно с токами других аналоговых и цифровых схем. Если не принимать специальных мер, этот ток может генерировать нежелательные напряжения смещения, которые могут прибавляться или вычитаться из опорного или входного напряжений аналого-цифрового преобразователя. Способ подключения, показанный на рис. 17-11 позволяет этого избежать.
В дополнение к заземлению, пульсации и шумовые выбросы на линиях источника питания, вызванные переключениями цифровых схем или переключениями в источнике питания могут повредить результат преобразования. Для получения высокой точности рекомендуется создавать разработки, свободные от шумов, что достигается разделением аналоговых и цифровых контуров земли с соединением их в одной точке.
17.2.9. Прерывания АЦП12
АЦП12 имеет 18 источников прерывания:
• ADC12IFG0-ADC12IFG15
Библиотека Компэла |
|
319 |
|
MSP430x1xxFamily
• ADC12OV, переполнение AD12MEMx
• ADC12TOV, переполнение времени преобразования АЦП12
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
DV CC |
|
Развязка источника |
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
питания цифровых |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
систем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
DVSS |
|
|||
10 uF100 nF |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Развязка источника |
|
|
+ |
|
|
|
|
|
AV CC |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
питания аналоговых |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
AV SS |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
систем |
10 мкФ |
|
|
100 нФ |
MSP430F13x |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
MSP430F14x |
Использование |
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
Ve REF+ |
MSP430F15x |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
MSP430F16x |
|||||||
внешнего положи• |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
тельного опорного |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
источника |
10 мкФ |
|
100 нФ |
|
|
||||||||||
Использование |
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
V REF+ |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
внутреннего |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
опорного |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
генератора |
10 мкФ |
100 нФ |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
VREF – / Ve REF– |
||||
Использование |
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
внешнего отрица• |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
тельного опорного |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
источника |
10 мкФ |
|
|
100 нФ |
|
|
|||||||||
Рис. 17-11. Заземление АЦП12 и устранение помех
Биты ADC12IFGx устанавливаются, когда в их соответствующие регистры памяти ADC12MEMx загружается результат преобразования. Если соответствующий бит ADC12IEx и бит GIE установлены, генерируется запрос прерывания. Состояние ADC12OV появляется, когда результат преобразования записывается в любой регистр ADC12MEMx до прочтения предыдущего результата. Состояние ADC12TOV генерируется, когда до завершения текущего преобразования затребована другая выборка-преобразование.
ADC12IV, генератор вектора прерываний
Все источники прерываний АЦП12 разделены по приоритетам и являются источником одного вектора прерываний. Регистр вектора прерываний ADC12IV используется для определения, какой разрешенный источник прерываний АЦП12 запрашивает прерывание.
320 |
|
Библиотека Компэла |
|