Использование АЦП

Для обработки сигналов поступающих с датчика температуры воспользуемся аналого-цифровыми преобразователем.

Модуль аналого-цифрового преобразования (АЦП) микроконтроллера имеет до восьми входных каналов.

Входной аналоговый сигнал через коммутатор каналов заряжает внутренний конденсатор АЦП Chold. Модуль АЦП преобразует напряжение, удерживаемое на конденсаторе Chold в соответствующий 10-разрядный цифровой код методом последовательного приближения. Источник верхнего и нижнего опорного напряжения может быть программно выбран с выводов Vdd, Vss, AN3/VREf+ или AN2/VREf-

Допускается работа модуля АЦП в SLEEP режиме микроконтроллера, при этом в качестве источника тактовых импульсов для АЦП должен быть выбран RC генератор.

Для управления АЦП в микроконтроллере используется 4 регистра:

- Регистр результата ADRESH (старший байт);

- Регистр результата ADRESL (младший байт);

- Регистр управления ADCON0;

- Регистр управления ADCON1.

Регистр ADCON0 используется для настройки работы модуля АЦП, а с помощью регистра ADCON1 устанавливается, какие входы микроконтроллера будут использоваться модулем АЦП и в каком режиме (аналоговый вход или цифровой порт ввода / вывода).

Структурная схема модуля АЦП показана на рисунке 3.5.

В регистрах ADRESH:ADRESL сохраняется 10 - разрядный результат аналого-цифрового преобразования. Когда преобразование завершено, результат пре-образования записывается в регистры ADRESH:ADRESL, после чего сбрасывается бит GO/-DONE (ADCON0<2>) и устанавливается флаг прерывания ADIF.

Рисунок 3.5 - Структурная схема модуля АЦП

После включения и настройки АЦП необходимо выбрать рабочий аналоговый канал. Соответствующие биты TRIS аналоговых каналов должны настраивать канал порта ввода / вывода на вход. Перед началом преобразования необходимо выдержать временную паузу, расчет которой приведен ниже.

Рекомендованная последовательность действий для работы с АЦП:

1. Настроить модуль АЦП:

- настроить выводы как аналоговые входы, входы VREf или цифровые каналы ввода / вывода (ADCON1);

- выбрать входной канал АЦП (ADCON0);

- выбрать источник тактовых импульсов для АЦП (ADCON0);

- включить модуль АЦП (ADCON0).

2. Настроить прерывание от модуля АЦП (если необходимо):

- сбросить бит ADIF в '0';

- установить бит ADIE в '1';

- установить бит PEIE в Т;

- установить бит GIE в '1'.

3. Выдержать паузу, необходимую для зарядки конденсатора Chold.

4. Начать аналого-цифровое преобразование:

- Установить GO/-DONE бит в '1' (ADCON0).

5. Ожидать, окончания преобразования:

- Ждать, пока бит GO/-DONE не будет сброшен в '0'; ИЛИ

- Ожидать прерывание по окончанию преобразования.

6. Считать результат преобразования из регистров ADRESH:ADRESL, сбросить бит ADIF в '0', если это необходимо.

7. Для следующего преобразования необходимо выполнить шаги начиная с пункта 1 или 2. Время преобразования одного бита определяется как время Tad. Минимальное время ожидания перед следующим преобразованием должно составлять не менее 2TAD.

На рисунке 3.6 показана последовательность преобразования аналогового сигнала. Время заряда Chold- интервал времени в течение которого на внутренний конденсатор АЦП подается внешний сигнал. Время преобразования равно 12 TAD, отсчет начинается с момента установки в '1' бита GO. Сумма этих двух временных интервалов является длительностью полного цикла преобразования АЦП. Существует минимальный интервал времени, в течение которого внешний сигнал подается на внутренний конденсатор Chold, чтобы гарантировать требуемую точность АЦП.

Для обеспечения необходимой точности преобразования, конденсатор Choldдолжен успевать полностью заряжаться до уровня входного напряжения. Схема аналогового входа АЦП показана на рисунке 3.7. Сопротивления Rs и Rss непосредственно влияют на время зарядки конденсатора Chold. Величина сопротивления ключа выборки (Rss) зависит от напряжения питания Vdd (Рисунок 3.6). Максимальное рекомендуемое значение внутреннего сопротивления источника аналогового сигнала 10 кОм. При меньших значениях сопротивления источника сигнала меньше суммарное время преобразования.

Рисунок 3.6 - Последовательность преобразования аналогового сигнала

Интересное из раздела

Прибор для мониторинга напряжения питающей сети
устройство электронный измерительный индикация С уровнем развития энергетики часто связывают состояние промышленного производства, уровень жизни населения и ...

Шагающий аппарат
Одной из важных разновидностей роботов являются шагающие роботы, предназначенные для перемещения по труднопроходимой местности. В отличие от к ...

Автоматизация судовой энергетической установки
Автоматическое управление технологическими процессами является одним из главных направлений научно-технического прогресса на морском транспорте. Автоматизация СЭУ обеспе ...