MSP430_Final

21.2. Функционирование модуля ADC12 491

Циклический одноканальный режим преобразования

В этом режиме периодически выполняется преобразование одного канала. Результат преобразования заносится в регистр ADC12MEMx, определяемый би тами CSTARTADDx. Поскольку в данном режиме результаты всех преобразова ний сохраняются в один и тот же регистр ADC12MEMx, необходимо выполнять чтение этого регистра после каждого преобразования — в противном случае теку щий результат будет перезаписан после следующего преобразования. Диаграмма состояний модуля ADC12 для циклического одноканального режима преобразо вания приведена на Рис. 21.8.

SAMPCON = 1 Выборка,

входной канал задан в ADC12MCTLx

x — указатель на ADC12MCTLx.

Рис. 21.8. Циклический одноканальный режим преобразования.

492 Глава 21. Модуль 12#битного АЦП ADC12

Циклический последовательный режим преобразования

В этом режиме периодически выполняется цикл преобразований нескольких каналов, по одному преобразованию на канал. Результаты преобразований зано сятся в буфер, начиная с регистра ADC12MEMx, заданного битами CSTARTADDx. Последовательность преобразований заканчивается после изме рения в канале с установленным битом EOS в регистре ADC12MCTLx, а повтор ный запуск цикла производится по следующему сигналу запуска. Диаграмма со стояний модуля ADC12 для циклического последовательного режима преобразо вания приведена на Рис. 21.9.

x — указатель на ADC12MCTLx.

Рис. 21.9. Циклический последовательный режим преобразования.

21.2. Функционирование модуля ADC12 493

Использование бита MSC

Чтобы АЦП мог автоматически выполнять последовательные преобразования с максимально возможной скоростью, в модуле предусмотрена функция много кратной выборки/преобразования. При MSC = 1, CONSEQx > 0 и использова нии таймера выборки первый нарастающий фронт сигнала SHI запускает первое преобразование. Последующие преобразования запускаются автоматически сра зу же после завершения предыдущего. Прочие нарастающие фронты сигнала SHI будут игнорироваться до тех пор, пока не будет завершена серия преобразований (однократный последовательный режим) или пока не будет сброшен и повторно установлен бит ENC (циклический одноканальный или циклический последова тельный режимы). Функция бита ENC при использовании бита MSC не меняет ся.

Останов преобразований

Останов модуля ADC12 производится по разному, в зависимости от его режи ма работы. Для прекращения активного преобразования (серии преобразований) рекомендуется следующее:

Сброс бита EMC в однократном одноканальном режиме немедленно оста навливает процесс преобразования, при этом результат преобразования бу дет неопределённым. Для получения корректного результата перед сбросом бита EMC необходимо дождаться сброса бита ADC12BUSY.

Сброс бита EMC в циклическом одноканальном режиме останавливает АЦП после завершения текущего преобразования.

Сброс бита ENC в однократном или циклическом последовательном режи мах останавливает процесс преобразования после завершения последова тельности преобразований.

В любом режиме процесс преобразования может быть моментально оста новлен загрузкой нулевого значения в биты CONSEQx и сбросом бита ENC. Результат преобразования в этом случае будет некорректным.

Примечание. Отсутствие установленного бита EOS при преобразовании последовательности каналов

Если используется один из последовательных режимов преобразований и ни в од ном из регистров ADC12MCTLx не установлен бит EOS, то сброс бита ENC не приведёт к завершению текущей последовательности. Для останова последова тельности необходимо сначала выбрать одноканальный режим и только затем сбросить бит ENC.

21.2.7. Использование встроенного датчика температуры

Для использования встроенного датчика температуры пользователь выбирает соответствующий аналоговый вход INCHx = 1010. Остальные настройки АЦП, такие как выбор опорного напряжения, выбор регистра буфера и т.п., выполня ются как при работе с внешним сигналом.

Типичная передаточная функция датчика температуры приведена на Рис. 21.10. При использовании датчика температуры время выборки должно

494 Глава 21. Модуль 12#битного АЦП ADC12

быть не менее 30 мкс. Этот датчик имеет большую погрешность смещения и для получения абсолютных значений температуры в большинстве случаев требует ка либровки. Более подробная информация приводится в справочной документации на конкретные модели.

Рис. 21.10. Типичная передаточная функция встроенного датчика температуры.

При выборе датчика температуры встроенный генератор опорного напряже ния автоматически задействуется в качестве источника напряжения для датчика. Однако выход VREF+ при этом не включается и настройки источника опорного напряжения для преобразования не изменяются. Выбор опорного напряжения для преобразования сигнала от датчика температуры производится так же, как и для любого другого канала преобразования.

21.2.8.Заземление и борьба с помехами при использовании модуля ADC12

При использовании модуля ADC12, как и в случае любого другого АЦП с вы сокой разрешающей способностью, необходимо следовать определённым реко мендациям по разводке печатной платы и организации заземления с тем, чтобы избежать появления паразитных земляных контуров, нежелательных эффектов и шумов.

Паразитные земляные контуры появляются в том случае, если обратный ток от АЦП протекает по проводникам, являющимися общими с другими аналоговы ми или цифровыми элементами схемы. Если не принять специальных мер, то этот ток может вызвать появление небольшого напряжения смещения, влияюще го на величину опорного напряжения или уровень входного сигнала аналого цифрового преобразователя. Подключение модуля АЦП, позволяющее этого из бежать, показано на Рис. 21.11.

Помимо паразитных земляных токов, на результат преобразования также мо гут оказывать влияние пульсации и выбросы на шинах питания, возникающие

при работе цифровых узлов или импульсных источников питания. Один из мето дов разводки печатных плат, позволяющих обеспечить высокую точность преоб разований, состоит в использовании раздельных аналоговой и цифровой земля ных шин, соединённых в одной точке.

21.2.9. Прерывания модуля ADC12

Модуль ADC12 имеет 18 источников прерываний:

ADC12IFG0 – ADC12IFG15;

ADC12OV, переполнение ADC12MEMx;

ADC12TOV, превышение времени преобразования.

Биты ADC12IFGx устанавливаются при загрузке результата преобразования в соответствующий регистр данных ADC12MEMx. Если соответствующий бит ADC12IEx и бит общего разрешения прерываний GIE установлены, то при уста новке флага генерируется запрос прерывания. Флаг ADC12OV устанавливается в том случае, если результат преобразования заносится в какой либо из регистров ADC12MEMx до считывания из него предыдущего результата. Флаг ADC12TOV устанавливается, если очередная операция выборки/преобразования запускается до завершения текущего преобразования. Пересылка с использованием прямого доступа к памяти запускается после завершения преобразования (в одноканаль ных режимах) или после завершения последовательности в последовательных ре жимах.

496 Глава 21. Модуль 12#битного АЦП ADC12

Регистр вектора прерывания ADC12IV

Все источники прерываний модуля ADC12 имеют различные приоритеты и связаны с единственным вектором прерываний. Для определения того, какой из разрешённых источников вызвал генерацию прерывания, используется регистр вектора прерывания ADC12IV.

Разрешённое прерывание с наивысшим приоритетом формирует в регистре ADC12IV число (см. описание регистра). Это число можно оценить или же прос то прибавить к счётчику команд для автоматического перехода к соответствую щей секции программы. Запрещённые прерывания модуля ADC12 не влияют на содержимое регистра ADC12IV.

При любом обращении к регистру ADC12IV как для чтения, так и для записи флаги ADC12OV и ADC12TOV автоматически сбрасываются, если ожидалась об работка соответствующего прерывания. Флаги ADC12IFGx не сбрасываются при обращении к регистру ADC12IV. Эти флаги сбрасываются автоматически при об ращении к соответствующим регистрам ADC12MEMx или же могут быть сброше ны программно.

Если имеется ещё один установленный флаг, то сразу же после обработки те кущего прерывания будет сгенерировано новое прерывание. Например, если на момент обращения к регистру ADC12IV в процедуре обработки прерывания были установлены флаги ADC12OV и ADC12IFG3, то флаг ADC12OV будет сброшен автоматически. После выполнения команды RETI процедуры обработки преры вания, флаг ADC12IFG3 вызовет генерацию нового прерывания.

Пример процедуры обработки прерываний модуля ADC12

В следующем примере показано рекомендуемое использование регистра ADC12IV и приведена информация о накладных расходах на обработку прерыва ния. Содержимое регистра ADC12IV прибавляется к счётчику команд для автома тического перехода к соответствующей процедуре.

Значения, расположенные по правому краю, показывают число тактов ЦПУ, требуемое для выполнения каждой команды. Накладные расходы на обработку различных источников прерывания включают в себя задержку обслуживания прерывания и время, требуемое для возврата из прерывания, но не время, необхо димое для выполнения собственно задачи. Задержки обработки прерывания име

В обработчике прерывания ADC12IFG15 используется решение, позволяю щее, не выходя из процедуры обработки прерывания, проверить, не было ли сге нерировано нового запроса прерывания во время обработки флага ADC15IFG. При наличии нового прерывания, ожидающего обработки, это решение позволя ет сэкономить 9 тактов ЦПУ.

21.3. Регистры модуля ADC12 497

21.3. Регистры модуля ADC12

Список регистров модуля ADC12 приведён в Табл. 21.2.

Таблица 21.2. Регистры модуля ADC12

498 Глава 21. Модуль 12#битного АЦП ADC12 Таблица 21.2. Регистры модуля ADC12 (продолжение)

21.3. Регистры модуля ADC12 499

ADC12CTL0, регистр управления 0 модуля ADC12

MSC Бит 7 Многократные выборки/преобразования. Используется только в последовательном или циклических режимах.

0Каждая выборка/преобразование инициируется нарастающим

фронтом сигнала SHI

1Таймер выборки запускается по первому нарастающему фронту сигнала SHI, а остальные выборки/преобразования запускают ся автоматически после завершения предшествующего преоб

разования

REF2_5V Бит 6 Величина внутреннего опорного напряжения. Также должен быть ус тановлен бит REFON.

01.5 В

12.5 В

500 Глава 21. Модуль 12#битного АЦП ADC12

ADC12OVIE Бит 3 Разрешение прерывания по переполнению. Для разрешения преры

вания также должен быть установлен бит GIE. 0 Прерывание запрещено

ADC12CTL1, регистр управления 1 модуля ADC12

10Модуль вывода 0 Таймера B

11Модуль вывода 1 Таймера B