13 входных модулей аналого-цифровых преобразователей (АЦП). Возможность работы во время Sleep и Idle режимов CPU

10. АЦП

В dsPIC33FJ32GP204 имеется до 13 входных модулей аналого-цифровых преобразователей (АЦП). Бит AD12B (AD1CON1<10>) позволяет настроить каждый модуль АЦП как 10-битную 4-канальную схему выборки и хранения (по умолчанию) или 12-битную 1-канальную схему выборки и хранения. Перед изменением бита AD12B необходимо отключить АЦП.

17.1 Основные характеристики.

10-битная конфигурация АЦП:

1)  преобразователь последовательного приближения (SAR);

2)  преобразование со скоростью до 1.1msps  (мега выборок в секунду);

3)  до 13 входных аналоговых пинов;

4)  внешнее опорное напряжение входных пинов;

5)  возможность одновременной работы до 4 каналов;

6)  режим автоматического поиска канала;

7)  возможность выбора источника запуска преобразований;

8)  выбор режимов заполнения буфера;

9)  четыре варианта результатов выравнивания (signed/unsigned, fractional/integer);

10)  возможность работы во время Sleep и Idle режимов CPU;

11)  шестнадцатеричный результат в буфере преобразования.

12-битная конфигурация АЦП имеет те же характеристики, что и 10-битная, за исключением:

1)  преобразование проходит со скоростью до 500ksps;

2)  в 12-битной конфигурации есть только 1-канальная схема выборки, режим одновременной работы нескольких каналов не поддерживается.

В зависимости от модели dsPIC, АЦП может иметь до 13 аналоговых входов, которые обозначаются AN0…AN12.  Кроме того, имеются два входных пина для связи с внешним опорным напряжением. Пины с опорным входным напряжением могут быть общими с другими аналоговыми входными пинами. Конфигурация входных аналоговых пинов и пинов с опорным напряжением зависят от модели.

Для dsPIC33FJ32GP204:

17.2 Инициализация АЦП

1)  обозначить порт как аналоговый вход (AD1PCFGH<15:0>  или AD1PCFGL<15:0>);

2)  выбор источника опорного напряжения в соответствующем диапазоне аналогового входа (AD1C0N2<15:13>);

3)  выбрать время аналогового преобразования, так, чтобы желанная скорость передачи данных соответствовала с тактом процессора (AD1CON3<7:0>);

4)  определить сколько каналов схемы выборки и хранения будет использовано (AD1CON2<9:8> и AD1PCFGH<15:0> или AD1PCFGL<15:0>);

5)  выбрать соответствующую модель/преобразование последовательность (AD1CON1 <7:5> и AD1CON3<12:8>);

6)  выбрать путь для находящихся в буфере результатов преобразований (AD1CON1<9:8>). Для помещения их в модуль АЦП – AD1CON1<15>;

7)  настроить прерывания АЦП (при необходимости): а) сбросить бит AD1IF; б) выбрать приоритет прерываний АЦП.

Преобразование тактовой частоты:

Передаточная функция АЦП (10-битный пример):

Блок-схема преобразования тактовой частоты АЦП:

17.3 Регистры АЦП

AD1CON1: АЦП 1 контрольный регистр 1

Bit 15 ADON: Рабочий режим АЦП

1= АЦП включено

0= АЦП выключено

Bit 14 Не определён, считается равным 0

Bit 13 ADSIDL: Поведение в Idle Mode

1= прекращение работы в Idle Mode

0= продолжение работы

Bit 12-11 Не определены, считаются равным 0

Bit 10 AD12B Конфигурация АЦП

1= 12-битный, 1-канальный АЦП

0= 10-битный, 4-канальный АЦП

Bit 9-8 FORM<1:0> Бит выходного формата данных

Для 10-битной конфигурации:

Для 12-битной конфигурации:

Bit 7-5 SSRC <2:0> Вид источника тактовых импульсов

111= внутренний счётчик заканчивает выборку и начинает преобразование (авто-преобразователь)

110= недоступен

101= интервал ШИМ2 контроля электродвигателя заканчивает выборку и начинает преобразование

100= недоступен

011=  интервал ШИМ1 контроля электродвигателя заканчивает выборку и начинает преобразование

010= таймер 3 заканчивает выборки и начинает преобразование

001= активный переход на выход INT0 заканчивает выборку и начинает преобразование

000= очистка бита выборки заканчивает выборку и начинает преобразование

Bit 4 Не определён, считается равным 0

Bit 3 SIMSAM: бит выбора одновременных выборок (доступен, когда CHPS<1:0>=01 или 1х), когда AD12B=1, то данный бит становится недоступным и считается равным 0

1= выборки происходят по каналам CH0, CH1, CH2, CH3 одновременно (когда CHPS<1:0>=1х) или выборки происходят одновременно по каналам CH0 и CH1 (если CHPS<1:0>=01)

0= выборки по нескольким каналам происходят в индивидуальной последовательности

Bit 2 ASAM: Автостарт выборок АЦП

1= выборки начинаются немедленно после последней конверсии. SAMP-бит автоустановлен.

0= выборки начинаются, когда бит SAMP установлен

Bit1 SAMP: Бит разрешения выборки АЦП

1= схема выборки и хранения АЦП производит выборки

0= схема выборки и хранения АЦП производит хранение

Если ASAM=0, программа может прочитать 1для начала выборки. Аппаратно устанавливается, если ASAM=0. Если SSRC=000 программа может прочитать 0 для завершения выборки и начала преобразования. Если SSRC не равно 000, то сбрасывается аппаратно до конца выборки и начала преобразования.

Bit0 DONE: Бит статуса преобразований АЦП

1= преобразование АЦП завершено

0= преобразование АЦП не началось или идёт в данный момент

Автоматически устанавливается аппартно, когда завершено преобразование АЦП. Программно можно установить 0 для очистки статуса DONE (но программно нельзя установить 1). Очистка этого бита НЕ ПОВЛИЯЕТ на текущие операции. Автоматически очищается аппаратно при старте нового преобразования.