F40-43a (1041604), страница 15
Текст из файла (страница 15)
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.6.7).
Кроме этого, HVCAP можно также использовать для вывода на внешнийвывод МК выходного сигнала первого каскада усилителя HVDA. Электрические параметры HVDA приведеныв табл.6.2.Рисунок 6.7. Функциональная схема высоковольтного дифференциальногоусилителяHVCAP100кОм5кОмHVAIN5кОмVout(На AMUX0)HVA0CNHVAIN+Установкакоэффициентаусиления100кОм 5кОмЗначения резисторовявляются приближеннымиHVREFУравнение 6.1.
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. 1.370C8051F040/1/2/3Рисунок 6.8. 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 - HVGAIN0000000010010001101000101011001111000100110101011110011011110111171Коэф.
усил. HVDA0,050,10,1250,20,250,40,50,81,01,62,03,24,06,27,614Ред. 1.3C8051F040/1/2/36.3. 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.6.3.1.
Запуск преобразованияЗапуск преобразования может быть осуществлен одним из четырех способов, в зависимости отсостояния битов режима запуска преобразования АЦП0 (AD0CM1, AD0CM1) в регистре ADC0CN.Преобразование может быть инициировано:1) установкой в 1 бита AD0BUSY в регистре ADC0CN;2) переполнением Таймера 3 (т.е. непрерывное по времени преобразование);3) нарастающим фронтом внешнего сигнала запуска преобразования АЦП (CNVSTR0);4) переполнением Таймера 2 (т.е. непрерывное по времени преобразование).Бит AD0BUSY устанавливается в 1 во время преобразования и сбрасывается в 0 после окончанияпреобразования.
При сбросе бита AD0BUSY инициируется прерывание (если оно разрешено) и устанавливаетсяфлаг прерывания AD0INT (ADC0CN.5). Преобразованные данные доступны в регистрах старшего и младшегослова данных АЦП, ADC0H и ADC0L соответственно. В регистровой паре ADC0H:ADC0L преобразованныеданные могут быть выровнены либо вправо, либо влево (см. пример на рис.6.16) в зависимости от состояниябита AD0LJST в регистре ADC0CN.Если преобразование инициируется установкой в 1 бита AD0BUSY, то для определения окончанияпреобразования следует опрашивать флаг AD0INT (можно также использовать прерывания от модуля АЦП0).Ниже приведена рекомендуемая процедура опроса:Шаг 1: Сброс в 0 бита AD0INT.Шаг 2: Установка в 1 бита AD0BUSY.Шаг 3: Опрос бита AD0INT до тех пор, пока он не станет равен 1.Шаг 4: Обработка данных АЦП0.6.3.2.
Режимы слеженияБит AD0TM регистра ADC0CN управляет режимом выборки-хранения АЦП0. По умолчаниюсостояние входа АЦП0 отслеживается непрерывно, за исключением момента преобразования. Установка в 1бита AD0TM переводит АЦП0 в энергосберегающий режим выборки-хранения. В этом режиме каждомупреобразованию предшествует (после сигнала запуска преобразования) период выборки, равный трем периодамсигнала дискретизации АЦП. Если для запуска преобразования в энергосберегающем режиме выборкихранения используется сигнал CNVSTR0, то АЦП0 отслеживает входной сигнал только тогда, когда на входеCNVSTR0 присутствует сигнал низкого уровня; преобразование запускается нарастающим фронтом сигнала навходе CNVSTR0 (см.
рис.6.9). Кроме этого слежение может быть запрещено (отключено), когда весь МКпереведен в мало потребляющие режимы ожидания или остановки. Энергосберегающий режим выборкихранения также полезен в том случае, когда параметры AMUX и PGA часто изменяются, чтобы гарантировать,что время установления соответствует заданным требованиям (см. раздел 6.3.3).Ред.
1.372C8051F040/1/2/3Рисунок 6.9. Временные диаграммы процесса преобразования 10-разр. АЦПA. Временные диаграммы АЦП с внешним источником запускаCNVSTR(AD0STM[1:0]=10)12345678910 11 12 13 14 15 16Сигнал тактирования АЦПADC0TM=1ADC0TM=0Режим энергосбер-яили преобразованиеСлежениеПреобразованиеСлежение илипреобразованиеПреобразованиеРежим энергосбереженияСлежениеВ. Временные диаграммы АЦП с внутренним источником запускаПереполнение Таймера 2, Таймера 3Установка в ‘1’ бита AD0BUSY(AD0STM[1:0]=00, 01, 11)12345678910 11 12 13 14 15 16 17 18 19Сигнал тактирования АЦПADC0TM=1Режим энергосбер-яили преобразование Слежение1234Преобразование56789Режим энергосбережения10 11 12 13 14 15 16Сигнал тактирования АЦПADC0TM=073Слежение илипреобразованиеПреобразованиеРед.
1.3СлежениеC8051F040/1/2/36.3.3. Время установленияЕсли конфигурация входов АЦП0 изменяется (т.е. изменяются настройки AMUX и PGA), то послеэтого для обеспечения точности преобразования необходимо выдержать паузу длительностью не менееминимального времени установления сигнала. Время установления определяется сопротивлением AMUX0,емкостью накопительного конденсатора УВХ, сопротивлением внешнего источника сигнала и требуемойточностью преобразования.
На рис.6.10 показаны эквивалентные схемы входов АЦП0 как длядифференциального, так и для одиночного режимов работы. Следует отметить, что эквивалентная постояннаявремени для обоих схем одинакова. Требуемое время установления для заданной точности установления(settling accuracy – SA) можно приблизительно определить из уравнения 6.2. Если измеряется выходноенапряжение датчика температуры, то RTOTAL = RMUX. Следует отметить, что в энергосберегающем режимевыборки-хранения после запуска каждого преобразования выборка длится три периода сигнала дискретизацииАЦП. Для большинства приложений эти три периода сигнала дискретизации будут соответствоватьтребованиям, предъявляемым ко времени установления.
Абсолютная величина минимального времениустановления (выборки) приведена в таблице 6.1.Уравнение 6.2. Время установления сигнала АЦП0t = ln(2n/SA) x RTOTALCSAMPLEгде: SA – точность установления, задаваемая в долях МЗР (например, 0.25 для установления в пределах ¼ МЗР)t - требуемое время установления в секундахRTOTAL – сумма сопротивления AMUX0 и сопротивления внешнего источника сигналаn - разрешение АЦП в битах (10)Рисунок 6.10. Эквивалентные схемы входов АЦП0ОднофазныйрежимДифференциальныйрежимВыбор каналамультиплексораВыбор каналамультиплексораAIN0.xAIN0.xRMUX = 5kRMUX = 5kCSAMPLE = 10pFCSAMPLE = 10pFRCInput= RMUX * CSAMPLERCInput= RMUX * CSAMPLECSAMPLE = 10pFAIN0.yRMUX = 5kВыбор каналамультиплексораРед.
1.374C8051F040/1/2/3Рисунок 6.11. Передаточная характеристика датчика температуры(Вольты)1.0000.9000.800VTEMP = 0.00286(TEMP C) + 0.7760.700коэффициент усиления PGA = 10.6000.500-5075050Ред. 1.3100 (ºС)C8051F040/1/2/3Рисунок 6.12. ADC0CF: Регистр конфигурации АЦП0R/WAD0SC4R/WAD0SC3R/WAD0SC2R/WAD0SC1R/WAD0SC0Бит 7Бит 6Бит 5Бит 4Бит 3R/WR/WR/WAMP0GN2 AMP0GN1 AMP0GN0Бит 2Бит 1Бит 0Значениепри сбросе:11111000SFR Адрес: 0xBCSFR страница: 0Биты 7-3: AD0SC4-0: Биты установки периода сигнала дискретизации АЦП0Частота сигнала дискретизации АЦП0 определяется частотой системного тактового сигнала всоответствии со следующим уравнением:AD0SC = (SYSCLK/CLKSAR0)– 1,где AD0SC – 5-разрядное значение, задаваемое битами AD0SC4-0CLKSAR0 – необходимая частота сигнала дискретизации АЦП0Максимальное значение частоты сигнала дискретизации АЦП0 приведено в табл.6.1.Биты 2-0: AMP0GN2-0: Коэффициент усиления программируемого усилителя (PGA) АЦП0.000: Кус = 1001: Кус = 2010: Кус = 4011: Кус = 810х: Кус = 1611х: Кус = 0.5Ред.
1.376C8051F040/1/2/3Рисунок 6.13. ADC0CN: Регистр управления АЦП0R/WAD0ENR/WAD0TMR/WAD0INTБит 7Бит 6Бит 5R/WR/WAD0BUSY AD0CM1Бит 4Бит 3R/WR/WR/WAD0CM0 AD0WINT AD0LJSTБит 2Бит 1Значениепри сбросе:00000000Бит 0SFR Адрес: 0xE8(доступен в битовом SFR страница: 0режиме адресации)Bit7: AD0EN: Бит включения АЦП00: АЦП0 отключен. АЦП0 находится в режиме пониженного энергопотребления.1: АЦП0 включен.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
