ADC o DAC aplicados en la vida real

1 Precisión y canales de ADC

F020 está empaquetado en TQFP100. El chip tiene 8 pines (pines 18 ~ 25) dedicados a la entrada analógica. Es un 8 canales de 12 bits. Terminal de entrada ADC. La precisión de conversión de cada canal de 12 bits es su propio ±1LSB (bit más bajo). De hecho, solo hay un ADC de registro de aproximación sucesiva (SAR) de 12 bits, y entre él y cada entrada hay un multiplexor con entradas de 9 canales (multiplexor analógico configurable AMUX). El noveno canal de AMUX está conectado al sensor de temperatura. En F020, el ADC de 12 bits se denomina ADC0 y el circuito ADC programable en el sistema (ISP) de 8 canales y 8 bits se denomina ADC1. Sus 8 pines externos están multiplexados con el puerto P1 y la estructura en el chip es similar a ADC0, excepto que el número de bits de conversión es de 8 bits y la precisión de conversión es de 8 bits ± 1LSB.

Cada par de puertos ADC0 se puede programar para que sean individualmente de un solo extremo o diferenciales. El emparejamiento de puertos para la entrada diferencial es 0-1, 2-3, 4-5, 6-7. Esta configuración está determinada por los 4 bits inferiores del registro de selección de canal AMUX0SL y los 4 bits inferiores del registro de configuración de canal AMUX0CF. En AMX0CF, los bits 3 a 0 corresponden cada uno a canales de 2 pines. Valor de bit = 0, indica una entrada de un solo extremo independiente (los valores de reinicio son todas entradas de un solo extremo). Valor de bit = 1, indica un par de entrada diferencial. Cuando se selecciona la entrada diferencial para AMX0CF, solo es válida cuando se seleccionan canales pares (incluido 0) en AMUX0SL (Nota: cuando los 4 bits inferiores de AMUX0SL son 1xxx, el sensor de temperatura se selecciona independientemente del valor de los 4 bits inferiores). bits de AMX0CF).

Cuando el bit 3 de REF0CN se establece en "1", se permite utilizar el sensor de temperatura; cuando se establece en "0", la salida del sensor de temperatura está en un estado de alta impedancia. El valor del sensor de temperatura se puede utilizar para corregir la no linealidad de los parámetros o para registrar y ajustar datos relacionados con la temperatura.

2 Velocidad y arranque del ADC

La velocidad del ADC en el microcontrolador de la serie C8051F se puede programar, pero se utilizan al menos 16 relojes del sistema. Generalmente, se agrega automáticamente un tiempo de captura de seguimiento/retención de 3 relojes del sistema (>1,5 μs) antes de la conversión. El método para configurar la velocidad del ADC en F020 es a través de los bits 7~3 del registro de configuración ADCxCF (x es 0 o 1), y su valor de reinicio es 11111 (bits 7~3=SYSCLK/CLK SAR-1).

Generalmente, el ADC debe estar en modo de seguimiento antes de comenzar. Si el bit 6 del registro de control ADCxCN es "0", siempre estará en modo de seguimiento (en este momento, se pueden iniciar los 4 modos de inicio). ser 3 veces más rápido que el seguimiento del reloj del sistema); si es "1", hay 4 métodos de inicio de seguimiento para elegir, es decir, asignar valores a los bits 3 ~ 2 en ADCxCN: 00 es seguimiento al escribir 1. a ADBUSY (comando de software); 01 es el seguimiento de desbordamiento del temporizador 3; 10 es el seguimiento del flanco ascendente de CNVSTR (señal externa 11 es el seguimiento de desbordamiento del temporizador 2);

Al reiniciar, el bit 7 de ADCxCN es 0 y está en estado de apagado. Al final de cada conversión, el bit 5 de ADCxCN es "1" y el flanco descendente del bit 4 (indicador de ocupado) activa una interrupción estructural. Estos bits de estado también pueden ser consultados por software.

Ganancia y referencia de 3 ADC

F020 tiene un generador de referencia de voltaje de banda prohibida de 1,2 V, 15 × 10 -6/℃ y un búfer de salida en chip de doble ganancia. El voltaje de referencia de 2,4 V (VREF) se puede conectar a ADC0, ADC1 y DAC a través de pines externos. La capacidad de carga externa de VREF es de 200 μA (se recomienda conectar una resistencia de carga a tierra cuando se acciona una carga externa). Cuando el ADC usa polarización, el bit 1 en el registro de control de fuente de referencia REFcCN debe establecerse en "1"; si es "0", la polarización interna se desactiva. En este momento, el voltaje de referencia externo se puede usar a través del pin VREF. (pin 12). El voltaje de referencia externo debe ser inferior a VAV±0,3 V (y superior a 1 V). Cuando no se utiliza ni ADC ni DAC, el bit 0 de REFxCN se puede configurar en "0" para poner el amplificador de búfer en modo de ahorro de energía (la salida está en un estado de alta impedancia).

Cuando el bit 4 de REF0CN se establece en "0", ADC0 está polarizado con VREF. Cuando es "1", se utiliza el bit 3 de REF0CN; ADC1 está sesgado con VREF Bias, cuando es "1", use sesgo AV+.

En el circuito ADC del F020, hay un amplificador interno (PGA) con ganancia programable detrás del multiplexor de entrada AMUX. Esto es particularmente útil cuando hay una gran diferencia en el rango de señal de voltaje de entrada entre canales analógicos, o cuando es necesario amplificar una señal con una gran compensación de CC (en el modo de entrada diferencial, se puede usar DAC para proporcionar una compensación de CC). El método de configuración consiste en configurar los bits 2 ~ 0 en ADCxCF (000 corresponde a la ganancia PGA de 1; 001 corresponde a 2; 010 corresponde a 4; 011 corresponde a 8; 10x corresponde a 16, 11x corresponde a 0,5). La ganancia aquí también funciona con la señal del sensor de temperatura. Cuando la ganancia es 1, VTEMP=0,002 86(V/℃)(TEMPC) ℃+0,776V.

4 Datos y control del ADC

Corresponde a la entrada de un solo extremo. El formato de la palabra de datos del resultado del ADC es: 0V——0000, VREF——0FFF o FFF0.