Untitled70

132 13 Przetwornik analogowo-cyfrowy w mikrokontrolerze SAB 80515/535

Konsekwencją takiego wyboru jest pomiar napięcia U_x^ z rozdzielczością 8-bitów i pomiar napięcia U_x2 również z rozdzielczością 8-bitów' ale w węższym podzakresie 0..1,25 V. W pierwszym przypadku jeden poziom kwantowania 1 I-SB_xj odpowiada napięciu:

132 13 Przetwornik analogowo-cyfrowy w mikrokontrolerze SAB 80515/535

1 LSB(xl) =

^VlntAREF^(xl) ‘ ¹lntAGND^(xl)

5 V - 0 V 256

19,531 mV,

a w drugim przypadku:

1 LSB(x2) = XjmĄREF<^x2) ~ ¹lntAGND<*²> _ U5V^0V ₌ Ą ^ _mV

28    256

Zmniejszenie podzakresu pomiarowego zwiększa rozdzielczość wykonywanego pomiaru w stosunku do maksymalnego zakresu przetwornika, napięcia 0..5 V. Ten przykład pokazuje w jaki sposób zwiększyć rozdzielczość prze twornika analogowo-cyfrowego o dwa dodatkowe bity. Jeśli istnieje potrzeba ¹ pomiaru z rozdzielczością 10-bitów, to pomiar dowolnego napięcia U_x wykonywany jest dwukrotnie, tak jak na rysunku 13-5. W pierwszym pomiarze wybrany jest pełny zakres przetwarzania 0..+5 V i na podstawie wyniku pomiaru dobierany jest właściwy podzakres:

•    różnica górnej i dolnej wartości napięcia wzorcowego, podzakresu ^vIntARF.F - ^vlntAGND ^Ł 1 v-

•    mierzone napięcie U_x nie może znajdować się na granicy podzakresu, co zafałszowuje wynik drugiego pomiaru.

Następnie wykonywany jest drugi pomiar. Wynik pomiaru wartości napięcia U_x obliczany jest na podstawie obu pomiarów. Jak zrealizować program pomiaru napięcia z 10-bitową rozdzielczością przedstawiono w (2 i 41.

U 5 V

U_v

^VIntAREF " ^{5 V}

pomiar napięcia w wybranym podzakresie

^VIntAREF " ³'^{75 V}

^VlntAGND⁼²'^{5 V}

pomiar wstępny napięcia do wyznaczenia

13.3 Pomiar

Wykonanie pojedynczego pomiaru lub serii pomiarów uzależnione jest od stanu bitu ADM znajdującego się w rejestrze ADCON:

•    jeśli bit ADM = 0 to przetwornik po uruchomieniu wykonuje jeden po-

___miar;-~

•    jeśli bit ADM = 1 to przetwornik po uruchomieniu wykonuje serię pomiarów tak długo jak długo znacznik ADM ma stan jedynki logicznej.

Uruchomienie czyli start przetwornika realizowane jest programowo przez wpisanie dowolnej wartości do rejestru DAPR, rejestru odpowiadającego za wybór podzakresu pomiarowego. Wynik pomiaru dostępny jest w rejestrze ADDAT. Jeśli w trakcie trwania pomiaru nastąpi jego ponowne wyzwolenie to proces przetwarzania analogowo-cyfrowego rozpoczyna się od początku.

Przetwarzanie analogowo-cyfrowe składa się z trzech faz, które przedstawione zostały na rysunku 13-6:

•    czasu ładowania II pojemności wejściowej układu próbkująco-painiętającego Cjq - 10 pF do wartości mierzonego napięcia U_x trwa 2 cykle maszynowe,

•    czasu próbkowania t_s zapamiętanego w pierwszej fazie napięcia U_x, dołączenie wewnętrznej matrycy kondensatorów' i rozpoczęcie przetwarzania analogowo-cyfrowego,

•    czasu przetwarzania t_c, zamiany wartości mierzonego napięcia na kod cyfrowy; całkowity czas przetwarzania t_c obejmuje czas ładowania pojemności wejściowej t^ i czas próbkowania t_s.

Zależności przedstawione na rysunku 13-6 dotyczą procesora SAB 80C515/535, w którym czas przetwarzania t_c równy jest 13 cyklom maszynowym (w SAB 80515/535 przetwarzanie trwa 15 cykli maszynowych). Z przedstawionych zależności wynikają trzy bardzo ważne informacje:

•    przetwornik zgłasza zakończenie przetwarzania ustawiając znacznik przerwania IADC (w rejestrze IRCON, o 4 cykle maszynowe szybciej niż nastąpi rzeczywiste zakończenie przetwarzania; to przyspieszenie jest możliwe, jeśli rozważy się sposób przyjmowania przerwań i wykonanie pierwszej instrukcji w procedurze obsługi przerwania:

testowanie wewnętrznego priorytetu przerwań trwa 1 cykl maszynowy,

—> na wywołanie procedury obsługi przerwania od adresu 43h potrzebne są 2 cykle maszynowa,

podzakresu pomiarowego

1

lntAGND ^{_0 V}

Rys. 13-5 Dwuetapowy pomiar napięcia z rozdzielczością 10 bitów.