F40-43a (1041604), страница 11
Текст из файла (страница 11)
рис.5.6). В таблице на рис.5.4 приведены всевозможные комбинации режимов работы каналов AMUX. PGA усиливает выходной сигнал AMUX скоэффициентом усиления, определяемым битами AMP0GN2-0 регистра конфигурации АЦП0 ADC0CF (см.43Ред. 1.3C8051F040/1/2/3рис.5.12). Коэффициент усиления может быть программно выбран из следующего ряда значений: 0.5, 1(устанавливается при сбросе), 2, 4, 8, 16.5.1.1. Конфигурация аналоговых входовНа входы аналогового мультиплексора поступают сигналы от внешних аналоговых входов, от выводовПорта 3 (см.
раздел “Настройка выводов Портов 1, 2 и 3 как аналоговых входов” на стр.195), отвысоковольтного дифференциального усилителя и от встроенного датчика температуры, как показано нарис.5.2.AIN0.0+ 0AIN0.1-AIN0.2+ 2AIN0.3HVусил.HVAIN -AMX0CF13+ 4-5HVCAPAMX0PRTHVREFPAIN0ENPAIN2ENPAIN4ENPAIN6ENPAIN1ENPAIN3ENPAIN5ENPAIN7ENP3.6P3.4(монтажноеИЛИ)P3.2Р3(чет.)P3.0+6P3.7-7P3.5Р3(нечет.)P3.3(монтажноеИЛИ)9-канальныйаналоговый мультиплексорHVAIN +PORT3ICHVDAICAIN23ICAIN01ICРисунок 5.2. Аналоговые входы12разрядныйАЦПXпоследовательногоприближения8AMX0AD3AMX0AD2AMX0AD1AMX0AD0P3.1ДАТЧИКТЕМПЕРАТУРЫAMX0SLAGNDИзмерение аналоговых сигналов от четырех внешних аналоговых входов (AIN0.0 – AIN0.3) возможно воднофазном или дифференциальном режимах.
Кроме этого, выводы Порта 3 можно настроить как входыаналоговых сигналов. Выводы Порта 3, настроенные как аналоговые входы, выбираются с помощью регистравыбора вывода Порта 3 (AMX0PRT). Любое количество выводов Порта 3 можно выбрать одновременно вкачестве входов AMUX. Четные и нечетные выводы Порта 3 разведены на разные входы AMUX (см. рис.5.2).Примечание: четные и нечетные выводы Порта 3, выбранные одновременно, будут соединены по схеме«монтажное ИЛИ» (см.
рис.5.2). Таким образом, при использовании выводов Порта 3 возможно измерениеаналоговых сигналов в дифференциальном режиме (измерение разности напряжений между выбраннымичетными и нечетными выводами Порта 3) как показано на рис.5.2.Высоковольтный дифференциальный усилитель (High Voltage Difference Amplifier – HVDA) позволяетослаблять синфазный сигнал с максимальным напряжением 60В и приводить его в соответствие с диапазономвходных напряжений АЦП (от 0 до VREF вольт) для последующего измерения.
С помощью AMUX можновыбрать выход HVDA в качестве входа АЦП (см. раздел “Высоковольтный дифференциальный усилитель” настр. 48).Ред. 1.344C8051F040/1/2/3Рисунок 5.3. AMX0CF: Регистр конфигурации AMUX0 (C8051F040/1/2/3)R-R-R-R-R/WPORT3ICR/WHVDA2CБит 7Бит 6Бит 5Бит 4Бит 3Бит 2R/WAIN23ICR/WAIN01ICБит 1Бит 0Значениепри сбросе:00000000SFR Адрес: 0xBASFR страница: 0Биты 7-4: Не используются: читаются как 0000b.Бит 3: PORT3IC: Бит конфигурации пары входов четных и нечетных выводов Порта 30: Входы четных и нечетных выводов Порта 3 – независимые одиночные входы.1: Входы четных и нечетных выводов Порта 3 – пара дифференциальных входов (‘+’ и ‘-’соответственно).Бит 2: HVDA2C: Бит установки дополнительного кода для HVDA.0: Выходной сигнал HVDA измеряется как независимый однофазный вход.1: Результат измерения выходного сигнала HVDA представляется в дополнительном коде.Бит 1: AIN23IC: Бит конфигурации пары входов AIN2, AIN30: AIN2 и AIN3 – независимые одиночные входы1: AIN2 и AIN3 – пара дифференциальных входов (‘+’ и ‘-’ соответственно)Бит 0: AIN01IC: Бит конфигурации пары входов AIN0, AIN10: AIN0 и AIN1 – независимые одиночные входы1: AIN0 и AIN1 – пара дифференциальных входов (‘+’ и ‘-’ соответственно)Примечание: Для каналов, настроенных как дифференциальные, слово данных АЦПпредставляет собой число в дополнительном формате.Рисунок 5.4.
AMX0SL: Регистр выбора канала AMUX0RБит 7RБит 6RБит 5RБит 4R/WR/WR/WR/WAMX0AD3 AMX0AD2 AMX0AD1 AMX0AD0Бит 3Бит 2Бит 1Биты 7-4: Не используются: читаются как 0000b.Биты 3-0: AMX0AD3-0: Биты адреса AMUX00000-1111b: Каналы АЦП выбираются в соответствии с таблицей на рис.5.5.45Ред.
1.3Бит 0Значениепри сбросе:00000000SFR Адрес: 0xBBSFR страница: 0C8051F040/1/2/3Рисунок 5.5. Таблица выбора входов AMUX (биты AMX0AD.3-0 и AMX0CF.3-0)Биты 3-0 регистра AMX0CFБиты 3-0 регистра AMX0AD000000010010001101000101011001110000AIN0.0AIN0.1AIN0.2AIN0.3HVDAAGNDP3EVENP3ODD0001+(AIN0.0)-(AIN0.1)AIN0.2AIN0.3HVDAAGNDP3EVENP3ODD0010AIN0.0+(AIN0.2)-(AIN0.3)HVDAAGNDP3EVENP3ODD0011+(AIN0.0)-(AIN0.1)+(AIN0.2)-(AIN0.3)HVDAAGNDP3EVENP3ODD0100AIN00101+(AIN0.0)-(AIN0.1)0110AIN0.00111+(AIN0.0)-(AIN0.1)1000AIN01001+(AIN0.0)-(AIN0.1)1010AIN0.01011+(AIN0.0)-(AIN0.1)1100AIN0.01101+(AIN0.0)-(AIN1)1110AIN0.01111+(AIN0.0)-(AIN0.1)AIN0.1AIN0.1AIN0.1AIN0.1AIN0.1AIN0.1AIN0.1AIN0.2AIN0.3P3EVENP3ODDAIN0.2AIN0.3P3EVENP3ODD+(AIN0.2)-(AIN0.3)P3EVENP3ODD+(AIN0.2)-(AIN0.3)P3EVENP3ODDAIN0.2AIN0.3HVDAAGND+P3EVEN-P3ODDAIN0.2AIN0.3HVDAAGND+P3EVEN-P3ODD+(AIN0.2)-(AIN0.3)HVDAAGND+P3EVEN-P3ODD+(AIN0.2)-(AIN0.3)HVDAAGND+P3EVEN-P3ODDAIN0.2AIN0.3+P3EVEN-P3ODDAIN0.2AIN0.3+P3EVEN-P3ODD+(AIN0.2)-(AIN0.3)+P3EVEN-P3ODD+(AIN0.2)-(AIN0.3)+P3EVEN-P3ODD1хххдатчиктемп-рыдатчиктемп-рыдатчиктемп-рыдатчиктемп-рыдатчиктемп-рыдатчиктемп-рыдатчиктемп-рыдатчиктемп-рыдатчиктемп-рыдатчиктемп-рыдатчиктемп-рыдатчиктемп-рыдатчиктемп-рыдатчиктемп-рыдатчиктемп-рыдатчиктемп-рыПримечание: “P3EVEN” обозначает четный, а “P3ODD” нечетный выводы Порта 3, выбранные в регистреAMX0PRT.Ред.
1.346C8051F040/1/2/3Рисунок 5.6. AMX0PRT: Регистр выбора выводов Порта 3R/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WPAIN7EN PAIN6EN PAIN5EN PAIN4EN PAIN3EN PAIN2EN PAIN1EN PAIN0ENБит 7Бит 6Бит 5Бит 4Бит 3Бит 2Бит 1Бит 0Значениепри сбросе:00000000SFR Адрес: 0xBDSFR страница: 0Бит 7: PAIN7EN: Бит выбора Р3.7 в качестве аналогового входа.0: Р3.7 не выбран в качестве аналогового входа AMUX.1: Р3.7 выбран в качестве аналогового входа AMUX.Бит 6: PAIN6EN: Бит выбора Р3.6 в качестве аналогового входа.0: Р3.6 не выбран в качестве аналогового входа AMUX.1: Р3.6 выбран в качестве аналогового входа AMUX.Бит 5: PAIN5EN: Бит выбора Р3.5 в качестве аналогового входа.0: Р3.5 не выбран в качестве аналогового входа AMUX.1: Р3.5 выбран в качестве аналогового входа AMUX.Бит 4: PAIN4EN: Бит выбора Р3.4 в качестве аналогового входа.0: Р3.4 не выбран в качестве аналогового входа AMUX.1: Р3.4 выбран в качестве аналогового входа AMUX.Бит 3: PAIN3EN: Бит выбора Р3.3 в качестве аналогового входа.0: Р3.3 не выбран в качестве аналогового входа AMUX.1: Р3.3 выбран в качестве аналогового входа AMUX.Бит 2: PAIN2EN: Бит выбора Р3.2 в качестве аналогового входа.0: Р3.2 не выбран в качестве аналогового входа AMUX.1: Р3.2 выбран в качестве аналогового входа AMUX.Бит 1: PAIN1EN: Бит выбора Р3.1 в качестве аналогового входа.0: Р3.1 не выбран в качестве аналогового входа AMUX.1: Р3.1 выбран в качестве аналогового входа AMUX.Бит 0: PAIN0EN: Бит выбора Р3.0 в качестве аналогового входа.0: Р3.0 не выбран в качестве аналогового входа AMUX.1: Р3.0 выбран в качестве аналогового входа AMUX.Примечание: Любое количество выводов Порта 3 можно выбрать одновременно в качестве входов AMUX.Четные и нечетные выводы, выбранные одновременно, объединяются по схеме «монтажноеИЛИ».47Ред.
1.3C8051F040/1/2/35.2. Высоковольтный дифференциальный усилительВысоковольтный дифференциальный усилитель (High Voltage Difference Amplifier – HVDA) можноиспользовать для измерения дифференциальных напряжений с размахом до 60В, для ослабления синфазногосигнала с напряжением до ±60В, а также для приведения диапазона входного сигнала к диапазону входныхнапряжений АЦП0. Напряжение входного сигнала HVDA может быть от –60В до +60В, что позволяетиспользовать МК в приложениях как с одним, так и с двумя источниками питания. Через вывод HVREF наАЦП подается синфазный сигнал, что позволяет осуществлять измерение сигналов с помощью встроеннойсхемы за пределами диапазона входных напряжений АЦП.
Коэффициент усиления HVDA составляет от0,05 В/В до 14 В/В. Т.к. первый каскад имеет коэффициент усиления 20:1, то, когда выходной усилительиспользуется в режиме буфера с единичным усилением, общий коэффициент усиления дифференциальногоусилителя составляет 0,05 В/В. Когда коэффициент усиления выходного усилителя составляет 280 (выбираетсябитами HVGAIN регистра управления высоковольтным усилителем), общий коэффициент усиления достигает14. Коэффициент ослабления высоковольтного синфазного сигнала устанавливается при калибровке на заводеизготовителе и равен 72 dB.Для работы HVDA используются четыре внешних вывода:+HVAIN, -HVAIN, HVCAP ивышеупомянутый HVREF. +HVAIN и –HVAIN являются дифференциальными входами HVDA.
HVREF можноиспользовать для подачи синфазного опорного сигнала на вход АЦП0. HVCAP позволяет использовать дляфильтрации шумов конденсатор вместе с резистором R7 (приближенные значения резистора R7 и другихрезисторов приведены на рис.5.7). Кроме этого, HVCAP можно также использовать для вывода на внешнийвывод МК выходного сигнала первого каскада усилителя HVDA. Электрические параметры HVDA приведеныв табл.5.2.Рисунок 5.7. Функциональная схема высоковольтного дифференциального усилителяHVCAP100кОм5кОмHVAIN5кОмVout(На AMUX0)HVA0CNHVAIN+Установкакоэффициентаусиления100кОм 5кОмЗначения резисторовявляются приближеннымиHVREFУравнение 5.1. Формула расчета напряжения выходного сигнала HVDAVOUT = [(HVAIN+) – (HVAIN-)] · Gain + HVREFПримечание: Выходной сигнал HVDA выбирается в качестве входного сигнала АЦП0 с помощью аналоговогомультиплексора (AMUX0).
Если напряжение выходного сигнала HVDA превышает опорное напряжение АЦП0или менее 0В (относительно аналоговой «земли»), то это приведет к насыщению (т.е. выходной код > кодаполной шкалы или выходной код < 0 соответственно). Для обеспечения корректности измерения необходимоправильно установить время выборки/слежения.Ред.
1.348C8051F040/1/2/3Рисунок 5.8. HVA0CN: Регистр управления высоковольтного дифференциальногоусилителяR/WHVDA7ENБит 7RБит 6R-R-Бит 5Бит 4R/WR/WR/WR/WHVGAIN3 HVGAIN2 HVGAIN1 HVGAIN0Бит 3Бит 2Бит 1Бит 0Значениепри сбросе:00000000SFR Адрес: 0xD6SFR страница: 0Бит 7: HVDA7EN: Бит включения высоковольтного дифференциального усилителя (HVDA).0: HVDA отключен.1: HVDA включен.Биты 6-4: Зарезервированы.Биты 3-0: HVGAIN3 - HVGAIN0: Биты управления коэффициентом усиления HVDA.Если дифференциальный сигнал подан на HVDA, то биты HVGAIN3 - HVGAIN0 определяюткоэффициент усиления в соответствии со следующей таблицей:HVGAIN3 - HVGAIN0000000010010001101000101011001111000100110101011110011011110111149Коэф. усил. HVDA0,050,10,1250,20,250,40,50,81,01,62,03,24,06,27,614Ред.
1.3C8051F040/1/2/35.3. Режимы работы АЦПМаксимальная скорость преобразования АЦП0 – 100 тыс. преобразований в секунду. Частотадискретизации АЦП0 определяется частотой системного тактового сигнала, деленной на значение, задаваемоебитами AD0SC регистра ADC0CF.5.3.1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
