Встраиваемые системы. Проектирование приложений на микроконтроллерах семейства 68HC12/HCS12 с применением языка С
Шрифт:
• Интервал начального запуска, состоит из 2 периодов частоты тактирования модуля ATD;
• Неизменяемый интервал выборки аналогового сигнала, состоит из 4 периодов частоты тактирования модуля ATD;
• Регулируемый интервал выборки аналогового сигнала, его длительность программируется посредством установки битов SMP1:SMP0 в регистре управления ATDCTL4;
• Интервал преобразования напряжения на выходе устройства выборки и хранения аналого-цифровым преобразователем, состоит из 10 периодов частоты тактирования модуля ATD.
Рис. 4.86. Структура системы тактирования модуля ATD
Структурная схема подсистемы тактирования модуля ATD представлена на рис. 4.86. На вход подсистемы поступает импульсная последовательность PCLK с частотой fBUS. Эта импульсная последовательность поступает на вход программируемого делителя частоты.
Частота тактирования модуля аналого-цифрового преобразования ATDclock формируется из PCLK путем деления двумя делителями частоты. Коэффициент деления первого делителя переменный, определяется пятью битами PRS4…PRS0 регистра ATDCTL4. Численное значение коэффициента равно десятичному
Например, если в разрядах PRS4…PRS0 записан код 00101b, то коэффициент деления равен шести (5+1). Коэффициент деления второго делителя равен двум. Поэтому в рассматриваемом примере частота тактирования модуля ATD составит fBUS/12.
Биты SMP1:SMP0 определяют регулируемый интервал выборки аналогового сигнала. Мы уже установили, что полное время одного аналого-цифрового преобразования равно 16 периодов частоты модуля ATD плюс регулируемый интервал выборки. На рис. 4.87 представлены четыре возможные комбинации кодов в разрядах SMP1:SMP0 и соответствующие им времена регулируемого интервала выборки и полного времени преобразования. Из рис. 4.87 следует, что минимальное время одного аналого-цифрового преобразования составляет 18 периодов, а максимальное — 32 периода частоты тактирования модуля ATD.
| SMP1:SMP0 | Время выборки (периоды ADTclock) | Полное время 8-разрядного преобразования (периоды ADTclock) |
|---|---|---|
| 00 | 2 | 18 |
| 01 | 4 | 20 |
| 10 | 8 | 24 |
| 11 | 16 | 32 |
Рис. 4.87. Выбор времени аналого-цифрового преобразования в модуле ATD
Бит S10BM определяет разрядность аналого-цифрового преобразования. При S10BM=0, АЦП в составе модуля формирует 8-разрядный код измеряемого сигнала, при S10BM=1 разрядность кода равна 10.
Рис. 4.88. Формат регистра ATDCTL5
Регистр управления ATDCTL5 используется для выбора режима работы модуля ATD, его биты определяют номер канала измеряемого сигнала, а также осуществляют запуск АЦП на преобразование. Регистр ATDCTL5 располагается в памяти по адресу $0065, его формат представлен на рис. 4.88. Назначение отдельных битов регистра следующее:
S8CM:
Этот бит определяет число аналого-цифровых преобразований в одной последовательности. При S8CM = 0 число преобразований равно 4, при S8CM = 1 число преобразований составляет 8.
SCAN:
Бит включения сканирования. При SCAN = 0 производятся четыре или восемь последовательных измерений (одна измерительная последовательность) и заполняются четыре/восемь регистров результата. При SCAN = 1 измерения производятся непрерывно, после завершения одной последовательности автоматически запускается следующая. Регистры результата заполняются по мере поступления новых данных.
MULT:
Бит выбора многоканального или одноканального режима работы. При MULT = 0 АЦП выполняет четыре/восемь последовательных измерений по одному каналу, выбранному в зависимости от комбинации битов CD…CA. При MULT = 1 измерения производятся последовательно для группы из четырех/восьми каналов, выбираемых в зависимости от комбинации битов CD:CC. При этом каждому каналу соответствует определенный регистр результата.
CD, CC, CB, CA:
Эти биты предназначены для выбора каналов, подключаемых к АЦП. Соответствие различных комбинаций битов CD…CA и номеров каналов, подлежащих оцифровке, устанавливает таблица рис. 4.89.
| S8CM | CD | CC | CB | CA | Номер канала | Регистр результата при MULT=1 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | AN0 | ADR0 |
| 0 | 1 | AN1 | ADR1 | |||
| 1 | 0 | AN2 | ADR2 | |||
| 1 | 1 | AN3 | ADR3 | |||
| 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | AN4 | ADR0 |
| 0 | 1 | AN5 | ADR1 | |||
| 1 | 0 | AN6 | ADR2 | |||
| 1 | 1 | AN7 | ADR3 | |||
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | Зарезервирован | ADR0 |
| 0 | 1 | Зарезервирован | ADR1 | |||
| 1 | 0 | Зарезервирован | ADR2 | |||
| 1 | 1 | Зарезервирован | ADR3 | |||
| 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | VRH | ADR0 |
| 0 | 1 | VRL | ADR1 | |||
| 1 | 0 | (VRH+VRL)/2 | ADR2 | |||
| 1 | 1 | Зарезервирован | ADR3 | |||
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | AN0 | ADR0 |
| 0 | 0 | 1 | AN1 | ADR1 | ||
| 0 | 1 | 0 | AN2 | ADR2 | ||
| 0 | 1 | 0 | AN3 | ADR3 | ||
| 1 | 0 | 0 | AN4 | ADR4 | ||
| 1 | 0 | 1 | AN5 | ADR5 | ||
| 1 | 1 | 0 | AN6 | ADR6 | ||
| 1 | 1 | 1 | AN7 | ADR7 | ||
| 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | Зарезервирован | ADR0 |
| 0 | 0 | 1 | Зарезервирован | ADR1 | ||
| 0 | 1 | 0 | Зарезервирован | ADR2 | ||
| 0 | 1 | 1 | Зарезервирован | ADR3 | ||
| 1 | 0 | 0 | VRH | ADR4 | ||
| 1 | 0 | 1 | VRL | ADR5 | ||
| 1 | 1 | 0 | (VRH + VRL)/2 | ADR6 | ||
| 1 | 1 | 1 | Зарезервирован | ADR7 |
Рис. 4.89. Выбор
Анализируя таблицу рис. 4.89, обратите внимание, что выделенные цветом разряды не оказывают влияния на номер выбранного канала, если бит MULT установлен в 1. Таким образом, при MULT = 1 измерения проводятся для последовательности из четырех каналов, если S8CM = 0. Номера каналов определяются комбинацией битов CD:CC. Если S8CM = 1, то при MULT = 1 измерения проводятся для последовательности из восьми каналов. Номера каналов определяются значением бита CD.
Если бит MULT установлен в 0, то все CD…CA определяют номер канала, для которого будут произведены четыре (при S8CM = 0) или восемь (при S8CM = 1) последовательных преобразований.
Также обратите внимание, что при S8CM:CD = 01/10b ко входу АЦП подключаются сигналы линий VHL и VRL, что позволяет измерить текущее значение опорного напряжения и тем самым повысить точность аналого-цифрового преобразования.
Перед рассмотрением следующих групп регистров специальных функций модуля ATD, проверьте степень усвоения материала в процессе ответа на следующие вопросы.