F20-23 (1041603), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Структурная схема модуля ПМСSYSCLK/4Переполнение Таймера 0ECISYSCLKВнешний тактовый сигнал/8МодульЗахват/сравнение 0Мультиплексортактовыхимпульсов ПМСSYSCLK/1216-разрядныйтаймер-счетчикМодульЗахват/сравнение 1МодульЗахват/сравнение 2МодульЗахват/сравнение 3МодульЗахват/сравнение 4CEX4CEX3CEX2CEX1CEX0ECIКоммутирующая матрицаПортВвода/вывода1.6. Последовательные портыВ МК семейства C8051F02х встроены следующие последовательные интерфейсы:- два полнодуплексных УАПП;- SPI;- I2C/SMBus.Каждый из этих интерфейсов реализован на аппаратном уровне и широко использует прерывания,требуя лишь незначительного вмешательства со стороны программы пользователя. Эти интерфейсы не имеютобщих ресурсов, таких как таймеры, прерывания или порты ввода/вывода, поэтому все они могутиспользоваться одновременно.27Ред.
1.4C8051F020/1/2/31.7. 12-разрядный аналого-цифровой преобразовательМК C8051F020/1 имеют встроенный 12-разрядный АЦП (АЦП0) последовательного приближения с 9канальным входным мультиплексором и программируемым усилителем. При максимальнойпроизводительности 100 тыс. преобразований в секунду АЦП обеспечивает 12-битную точностьпреобразования с нелинейностью на уровне ±1МЗР. МК C8051F022/3 имеют встроенный 10-разрядный АЦПпоследовательного приближения с аналогичными характеристиками и возможностями настройки. В качествеопорного напряжения АЦП0 может использоваться выходной сигнал ЦАП0 и внешнее напряжение с выводаVREF. В МК C8051F020/1 АЦП0 имеет собственный отдельный вывод входа VREF0; в МК C8051F022/3 АЦП0и 8-разрядный АЦП1 совместно используют вывод входа VREFA.
Встроенный источник опорного напряжения(0,0015%/ºС) генерирует и выдает на вывод VREF опорное напряжение, которое может использоваться длявстроенных АЦП и других компонентов системы.Управление АЦП осуществляется при помощи регистров специального назначения. Один входнойканал подключен к внутреннему датчику температуры, остальные восемь каналов доступны извне. Каждая параиз восьми внешних входных каналов может быть настроена как два одиночных входа или как одиндифференциальный вход. Имеется возможность отключения АЦП с целью уменьшения энергопотребления.К выходу аналогового мультиплексора подключен усилитель с программируемым коэффициентомусиления.
Коэффициент усиления можно задать программно от 0,5 до 16 с кратностью 2. Усилитель можетбыть крайне полезен, когда сигналы на разных входных каналах АЦП сильно отличаются друг от друга, либокогда необходимо оценить сигнал с большим смещением постоянной составляющей (в дифференциальномрежиме для формирования напряжения смещения постоянной составляющей может использоваться ЦАП).Преобразование может быть запущено четырьмя способами: командой в программе, при переполнениитаймера 2, при переполнении таймера 3 или внешним входным сигналом. Такая гибкость позволяет запускатьпреобразование при возникновении определенных программных событий, по сигналам от внешних устройствили преобразовывать непрерывно. По окончании преобразования устанавливается специальный бит состоянияи инициируется прерывание, если оно разрешено, после чего полученное 10- или 12-разрядное слово данныхАЦП записывается в два регистра специального назначения.
Результат преобразования может быть выровненвправо или влево (задается программно).АЦП может быть настроен таким образом, чтобы генерировать прерывание лишь при попадании илинепопадании результата преобразования в заданный диапазон значений (окно). АЦП может непрерывноотслеживать сигнал в фоновом режиме, но не прерывать МК до тех пор, пока преобразованные данныенаходятся в пределах заданного окна.Рисунок 1.11. Структурная схема 12-разрядного АЦПAIN0.0+AIN0.1-AIN0.2+AIN0.3-AIN0.4+AIN0.5-AIN0.6+AIN0.7-ДАТЧИКТЕМПЕРАТУРЫ9-канальныйаналоговый мультиплексорАналоговый мультиплексорРегистры конфигурации,управления и данныхПрограммируемыйусилительAV+X12-разр. АЦПпоследовательногоприближения+-12РегистрыданныхАЦППрерываниепо окончаниипреобразованияВнешний вывод VREFAGNDПрерываниеот детекторадиапазонаДетектордиапазонаВыход ЦАП0VREFЗапускпреобразованияУстановка бита AD0BUSYПереполнение Таймера 3CNVSTRПереполнение Таймера 2Ред. 1.428C8051F020/1/2/31.8.
8-разрядный аналого-цифровой преобразовательМК C8051F020/1/2/3 имеют встроенный 8-разрядный АЦП (АЦП1) последовательного приближения с8-канальным входным мультиплексором и программируемым усилителем. Этот АЦП отличается максимальнойпроизводительностью 500 тыс. преобразований в секунду и 8-битной точность преобразования снелинейностью на уровне ±1МЗР. Все восемь входных выводов доступны для проведения измерений.Управление АЦП осуществляется при помощи регистров специального назначения. В качестве опорногонапряжения АЦП1 может использоваться напряжение питания аналоговых цепей (AV+) и внешнее напряжениес вывода VREF. В МК C8051F020/1 АЦП1 имеет собственный отдельный вывод входа VREF1; в МКC8051F022/3 АЦП1 и 10/12-разрядный АЦП0 совместно используют вывод входа VREFA.
Имеетсявозможность отключения АЦП1 с целью уменьшения энергопотребления.К выходу аналогового мультиплексора подключен усилитель с программируемым коэффициентомусиления. Усилитель может быть крайне полезен, когда сигналы на разных входных каналах АЦП сильноотличаются друг от друга, либо когда необходимо оценить сигнал с большим смещением постояннойсоставляющей (в дифференциальном режиме для формирования напряжения смещения постояннойсоставляющей может использоваться ЦАП).
Можно задать программно следующие значения для коэффициентаусиления: 0.5, 1, 2 или 4.Гибкая система управления преобразованиями позволяет инициировать преобразование АЦП1командой из программы, внешним входным сигналом или по переполнению таймера. Кроме этогопреобразования АЦП1 можно синхронизировать с программно-управляемыми преобразованиями АЦП0. Поокончании преобразования устанавливается специальный бит состояния и инициируется прерывание, если оноразрешено, после чего полученное 8-разрядное слово данных АЦП записывается в регистр специальногоназначения.Рисунок 1.12. Структурная схема 8-разрядного АЦПАналоговый мультиплексорРегистры конфигурации,управления и данныхAIN1.1AIN1.2AIN1.3AIN1.4AIN1.5AIN1.6AIN1.78-канальныйаналоговый мультиплексорAIN1.0ПрограммируемыйусилительAV+X+-8-разр.
АЦПпоследовательногоприближенияПрерываниепо окончаниипреобразования8Регистрданных АЦПУстановка бита AD1BUSYВнешний выводVREFVREFAV+ЗапускпреобразованияПереполнение Таймера 3Вход CNVSTRПереполнение Таймера 2Установка бита AD0BUSY(синхронно с АЦП0)29Ред. 1.4C8051F020/1/2/31.9. Компараторы и ЦАПКаждый МК семейства C8051F02х имеет два встроенных компаратора и два встроенных 12-разрядныхЦАП. Управление каждым компаратором и ЦАП осуществляется через регистры специального назначения.Любой компаратор или ЦАП может быть переведен в режим пониженного энергопотребления.Компараторы имеют программируемый гистерезис. Каждый компаратор может генерироватьпрерывание по переднему или заднему фронту петли гистерезиса, либо по обоим фронтам; эти прерываниямогут вывести МК из режима остановки.
Возможен программный опрос выходов компараторов. Выходыкомпараторов подключаются к портам ввода/вывода через коммутирующую матрицу.Выходным сигналом ЦАП является напряжение. ЦАП имеет гибкий механизм обновления выходногосигнала, который позволяет производить обновление сигнала на выходе ЦАП либо командой из программы,либо по переполнению таймеров 2, 3 или 4. Опорное напряжение ЦАП подается через специальный входнойвывод VREFD (в МК C8051F020/2) или от внутреннего источника опорного напряжения (в МК C8051F021/3).ЦАП удобно использовать для формирования порогового напряжения компаратора или напряжения смещениядифференциальных входов АЦП.Рисунок 1.13. Структурная схема компараторов и ЦАП(порт ввода/вывода)(порт ввода/вывода)CP0CP1CP0++CP0--CP1++МАТРИЦАКП0-CP1UионРегистры данныхи управленияCP1-CP0КП1CIP-51и блокобработкипрерыванийDAC0ЦАП0UионDAC1ЦАП1Ред. 1.430C8051F020/1/2/32. ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ ПАРАМЕТРЫ*Предельная рабочая температура...................................................................…….........................от -55ºС до +125ºСТемпература хранения...........................................................................................…………...........от -65ºС до +150ºСНапряжение на любом выводе (кроме Vdd и портов ввода/вывода)относительно DGND…………………………………………………………………........от -0.3В до (VDD + 0.3В)Напряжение на любом выводе портов ввода/вывода или на выводе/RST относительно DGND.........................................................……………………………..….........от -0.3В до 5.8ВНапряжение на выводе VDD относительно DGND......................................................…….............от -0.3В до 4.2ВМаксимальный суммарный ток выводов VDD, AV+, DGND и AGND............................…….......................800мAМаксимальный выходной втекающий ток любого канала портов ввода/вывода..................…….................100мAМаксимальный выходной втекающий ток любого другого вывода....................................………...................50мAМаксимальный выходной вытекающий ток любого канала портов ввода/вывода......................…..............100мAМаксимальный выходной вытекающий ток любого другого вывода.....................................………...............50мA*Примечание: Выход за указанные значения может привести к необратимым повреждениям микроконтроллера.Работа микроконтроллера в предельном режиме в течение длительного времени не предусмотрена.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
