среда, 13 марта 2013 г.

Модуль АЦП

АЦП прежде всего предназначен для преобразования аналогового сигнала в цифровой. В микроконтроллере ATmega328p в корпусе PDIP-28 есть возможность выбрать один из 6 входов, для преобразования, а также ИОН или датчик температуры микроконтроллера (только для ATmega328P). В качестве опорного напряжения также можно выбирать внутренний ИОН и внешний ИОН.

Характеристики модуля АЦП:
  • 10-бит разрешение преобразования
  • Абсолютная погрешность - 2 
  • Интегральная нелинейность - 0.5 
  • Скорость преобразования 13 - 260 микросекунд
  • 6 мультиплексированный каналов преобразования
  • Встроенный датчик температуры
  • Входное напряжение - от 0 до Vпитания
  • Возможность подключить внутренний ИОН 1.1 В
  • Независимость от ЦП
  • Генерация прерывания по завершению преобразования
  • Режим подавления шумов
Регистры АЦП:
  • ADMUX - регистр выбора входа мультиплексора
  • ADCSRA - регистр управления АЦП A
  • ADCSRB - регистр управления АЦП B
  • ADCL и ADCH - регистры с результатом преобразования АЦП
  • DIDR0 - регистр управления входами мультиплексора
Регистр ADMUX управляет выбором опорного напряжения, а также входа мультиплексора.

Регистр ADMUX:
7
6
5
4
3
2
1
0
REFS1
REFS0
ADLAR
-
MUX3
MUX2
MUX1
MUX0

Биты REFS1 (7) и REFS0 (6) устанавливают какой источник опорного напряжения будет выбран:
  • 00 - опорное напряжение на входе AREF (21 ножка)
  • 01 - Vпитания (вход AREF должен быть отключен. или к нему можно подключить фильтрующий конденсатор)
  • 10 - резерв
  • 11 - внутренний ИОН 1.1 В (к входу AREF можно подключить фильтрующий конденсатор)
Бит ADLAR (5) регистра ADMUX позволяет выравнивать результат преобразования по левому краю при записи в него 1.
Биты MUX3 - MUX0 (3 - 0) - управляют мультиплексором:
  • 0000 - вход ADC0 (23 ножка)
  • 0001 - вход ADC1 (24 ножка)
  • 0010 - вход ADC2 (25 ножка)
  • 0011 - вход ADC3 (26 ножка)
  • 0100 - вход ADC4 (27 ножка)
  • 0101 - вход ADC5 (28 ножка)
  • 0111 - резерв
  • 1000 - датчик температуры
  • 1001 - 1101 - резерв
  • 1110 - 1.1 В
  • 1111 - 0 В (земля)
Регистр ADCSRA:
7
6
5
4
3
2
1
0
ADEN
ADSC
ADATE
ADIF
ADIE
ADPS2
ADPS1
ADPS0

Бит ADEN (7) регистра ADCSRA включает или выключает АЦП (1-включен).
Бит ADSC (6) регистра ADCSRA запускает преобразование если в него записать 1 (для многоразового режима запуск первого преобразования).
Бит ADATE (5) регистра ADCSRA позволяет запускать преобразование по прерыванию от переферийных устройств микроконтроллера если установить в 1.
Бит ADIF (4) регистра ADCSRA - флаг прерывания от АЦП.
Бит ADIE (3) регистра ADCSRA - разрешает прерывания от АЦП если установлен в 1.
Биты ADPS2 - ADPS0 (2 - 0) регистра ADCSRA выбирают режим работы предделителя тактовой частоты:
  • 000 - CLK/2
  • 001 - CLK/2
  • 010 - CLK/4
  • 011 - CLK/8
  • 100 - CLK/16
  • 101 - CLK/32
  • 110 - CLK/64
  • 111 - CLK/128
Регистр ADCSRB:
7
6
5
4
3
2
1
0
-
ACME
-
-
-
ADTS2
ADTS1
ADTS0

Бит ACME (6) регистра ADCSRB позволяет использовать мультиплексор АЦП в качестве входов аналогового компаратора при установке 1 ( при этом АЦП должен быть выключен).
Биты ADTS2 - ADTS0 (2 - 0) регистра ADCSRB выбирают источник сигнала по которому будет начинаться преобразование АЦП:
  • 000 - непрерывное преобразование
  • 001 - прерывание от аналогового компаратора
  • 010 - внешнее прерывание INT0
  • 011 - прерывание по совпадению таймера/счетчика T0 с A
  • 100 - прерывание по переполнению таймера/счетчика T0
  • 101 - прерывание по совпадению таймера/счетчика T1 с B
  • 110 - прерывание по переполнению таймера/счетчика T1
  • 111 - прерывание по захвату таймера/счетчика T1
Регистр DIDR0:
7
6
5
4
3
2
1
0
-
-
ADC5D
ADC4D
ADC3D
ADC2D
ADC1D
ADC0D

Биты ADC5D - ADC0D (5 - 0) регистра DIDR0 запрещают использование входов ADC5 - ADC0 (28 - 23 ножки) если в них установить 1.