F40-43a (1041604), страница 14
Текст из файла (страница 14)
1.3Макс.Ед. изм.60+60ВВ2,9ВdBмВ500нВ/Гц72dB3МГц150кГц2В/нс10нс105кОм98кОм515кОмrJv4501000мкА64C8051F040/1/2/36. 10-разрядный АЦП0 (C8051F042/3)Модуль АЦП0 МК C8051F042/3 состоит из 9-канального программируемого аналоговогомультиплексора (AMUX0), программируемого усилителя (PGA0), 10-разрядного АЦП последовательногоприближения с производительностью до 100 тыс. преобразований в секунду, устройства выборки-хранения(УВХ) и программируемого детектора диапазона (см. рис.6.1).
AMUX0, PGA0, режимы преобразования идетектор диапазона настраиваются программным путем при помощи регистров специального назначения (см.рис.6.1). Выбор источника опорного напряжения для АЦП0 описан в разделе 9 (для C8051F040/2) или в разделе10 (для C8051F041/3). Модуль АЦП0 (АЦП0, УВХ и PGA0) включен только тогда, когда бит AD0EN регистрауправления АЦП0 (ADC0CN) установлен в 1.
Сброс этого бита в 0 переводит АЦП0 в режим пониженногоэнергопотребления.Рисунок 6.1. Функциональная схема 10-разрядного АЦП0ADC0GTHADC0GTLADC0LTHADC0LTL20ВыводыаналоговыхвходовX10разрядныйАЦП+-последовательногоприближенияAGNDДАТЧИК1000Запускпреобразования 01AD0ENAD0TMAD0INTAD0BUSYAD0CM1AD0CM0AD0WINTAD0LJSTAMX0SLAD0SC4AD0SC3AD0SC2AD0SC1AD0SC0AMP0GN2AMP0GN1AMP0GN0AMX0CFAMX0AD3AMX0AD2AMX0AD1AMX0AD0PORT3ICHVDA2ICAIN23ICAIN01ICТЕМПЕРАТУРЫAGND10ADC0HAV+ADC0CFADC0CNAD0WINTADC0LВыводыпорта 3AD0ENSYSCLKREF9-канальныйаналоговый мультиплексорAV+ВходHVКОМБ.ЛОГИКАУстановка бита AD0BUSYПереполнение Таймера 310CNVSTR011Переполнение Таймера 26.1. Аналоговый мультиплексор и программируемый усилительАналоговый мультиплексор позволяет подавать аналоговые сигналы на АЦП от четырех внешниханалоговых входов (AIN0.0 – AIN0.3), от выводов Порта 3 (настроенных, при необходимости, как аналоговыевходы), от высоковольтного дифференциального усилителя, или от внутреннего встроенного датчикатемпературы (передаточная характеристика датчика температуры показана на рис.6.11).
Каждая пара входовAMUX могут быть запрограммированы на работу в одиночном или дифференциальном режимах. Это позволяетпользователю выбрать наиболее подходящий режим измерения, и даже производить изменение режимов “налету”. При сбросе все каналы AMUX настраиваются как одиночные входы. Для управления AMUXиспользуются три регистра: регистр выбора канала AMX0SL (см.
рис.6.4), регистр конфигурации AMX0CF (см.рис.6.3) и регистр выбора вывода Порта 3 AMX0PRT (см. рис.6.6). В таблице на рис.6.4 приведены всевозможные комбинации режимов работы каналов AMUX. PGA усиливает выходной сигнал AMUX скоэффициентом усиления, определяемым битами AMP0GN2-0 регистра конфигурации АЦП0 ADC0CF (см.65Ред. 1.3C8051F040/1/2/3рис.6.12). Коэффициент усиления может быть программно выбран из следующего ряда значений: 0.5, 1(устанавливается при сбросе), 2, 4, 8, 16.6.1.1.
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.6.2.PAIN0ENPAIN2ENPAIN4ENPAIN6ENPAIN1ENPAIN3ENPAIN5ENPAIN7EN+ 0AIN0.1-AIN0.2+ 2AIN0.3-AMX0CF13P3.6P3.4(монтажноеИЛИ)P3.2Р3(чет.)P3.0+4P3.7-5P3.5Р3(нечет.)P3.3(монтажноеИЛИ)P3.16AGNDHVAIN +HVусил.HVAIN HVREFAIN67ICAIN45ICAIN23ICAIN01ICAIN0.09-канальныйаналоговый мультиплексорAMX0PRTРисунок 6.2. Аналоговые входы10разрядныйАЦПXпоследовательногоприближения78HVCAPAMX0AD3AMX0AD2AMX0AD1AMX0AD0ДАТЧИКТЕМПЕРАТУРЫAMX0SLAGNDИзмерение 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.6.2).Примечание: четные и нечетные выводы Порта 3, выбранные одновременно, будут соединены по схеме«монтажное ИЛИ» (см. рис.6.2). 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.6.2.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.
70).Ред. 1.366C8051F040/1/2/3Рисунок 6.3. 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 6.4.
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.6.5.67Ред. 1.3Бит 0Значениепри сбросе:00000000SFR Адрес: 0xBBSFR страница: 0C8051F040/1/2/3Рисунок 6.5. 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.
1.368C8051F040/1/2/3Рисунок 6.6. 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».69Ред.
1.3C8051F040/1/2/36.2. 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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
