Untitled67

126 13. Przetwornik analogowo-cyfrowy w mikrokontrolerze SAB 80515 535

• próbkowanie stosowane w przypadku sygnałów zmieniających się w czasie. Kwantowanie sygnału analogowego i kodowanie wyniku wymaga czasu t_c, w którym wartość sygnału nie powinna ulegać zmianie. Zmiana tej wartości, jak na rysunku 13-2, powoduje powstanie dodatkowych błędów dynamicznych. Zmniejszenie tych błędów jest możliwe jeśli wykorzystuje się przetworniki A/C o krótkim czasie przetwarzania lub stosuje się dodatkowe układy próbkująco-pa mięta jące (Sample & Hołd). Zadaniem tych układów jest zapamiętanie (w krótkim czasie) wartości chwilowej mierzonego sygnału na długi czas t_c przetwarzania przetwornika.

start pomiaru

Rys. 13-2 Próbkowanie zmieniającego się napięcia U_x

Zamiana wartości mierzonego napięcia na odpowiadający kod cyfrowy w mikrokontrolerach 80515/535 dokonywana jest w oparciu o metodę kcmipen-sacji wagowej z wykorzystaniem matrycy kondensatorów jako elementu kompensującego. Dokładniej zasada pomiaru opisana jest w (21.

Przetworniki analogowo-cyfrowe w mikrokontrolerach 80515/535 firmy Siemens (mikrokontrolery wykonywane są w dw'óch wersjach technologicznych: MYMOS - SAB 80515/535 i ACMOS - SAB 80C515/535) charakteryzują się następującymi parametrami:

•    przetwarzanie U_A = 0..+5 V w' 16 programowalnych podzakresach,

•    8-bitow'a rozdzielczość przetwornika,

•    8 kanałów analogowych, a w SAB 80C51.5/535 dodatkowo port P6,

•    czas przetwarzania analogow'o-cyfrowego:

—►15 cykli maszynowych w procesorze SAB 80515/535,

>    13 cykli maszynowych w procesorze SAB 80C515/535,

•    programowa wyzwalanie każdego pomiaru lub serii pomiarów',

•    możliwość generowania przerwania po każdym pomiarze napięcia,

•    wykorzystywane przez przetwornik rejestry specjalne SFR:

-► ADCON (adres 0D8h)    - rejestr sterujący pracą przetwornika,

►    ADDAT (adres 0D9h)    - 8 bitowy rejestr wyniku przetwarzania

-> DAPR (adres ODAh) - rejestr programowania wzorcowych

napięć U_InfAREp i U_InlAGND.

Wewnętrzną strukturę przetwornika analogowo-cyfrowego dla obu typów mikrokontrolerów przedstawiono na rysunku 13-3.

Przy programowaniu trybu pracy przetwornika i numeru kanału analogowego należy zwrócić uwagę na znaczenie bitów BD i CLK w rejestrze

ADCON:

•    bit BD używany jest do określenia szybkości transmisji łącza szeregowego; w wielu systemach uruchomieniowych szybkość wymiany danych między komputerem i systemem mikroprocesorowym ustalana jest za pośrednictwem bitu BD, zmiana stanu bitu BD powoduje zmianę szybkości transmitowanych danych i 'zawieszenie' systemu,

•    bit CLK umożliwia uzyskanie na wyprowadzeniu procesora PI .6 (oznaczonym symbolem CLKOUT) sygnału o częstotliwości

fcLKOUT    i wypełnieniu ^{1 2} (f_GEN jest częstotliwością rezona-

12 6

tora kwarcowego dołączonego do mikrokontrolera).

13.1 Wybór wejścia pomiarowego

W mikrokontrolerach SAB 80(C)515/535 mierzone napięcie U_x dołączane jest do jednego z 8 wzejść analogowych przetwornika oznaczonych symbolami

AN0..AN7.

Wybór numeru wejścia pomiarowego, numeru kanału analogowego jest dokonywany przez wypisanie 3-bitowej wartości do rejestru ADCON (A/D -Comerter.CONtrol register) znajdującego się w rejestrach specjalnych SFR

^<MX0 ■■^MX2)- _    , jp^ (V/    o

_ " ¹ - ²

| CLK 1 • 1 BSY | ADM | MX2 | MX1 | MX0

w a a r f\ MB . ■ /1    w f\ l . . A    . . A A A

ADCON rejestr sterujący przetwornikiem (adres 0D8h):

BD

1

rw-0 rw-0 rw-0 r-0 rw-0 rw-0 rw-0 rw-0 Znaczenie poszczególnych bitów w^r rejestrze ADCON-jest następujące:

2

BSY stan przetwornika w trakcie przetwarzania (BuSY flag),

znacznik tylko do odczytu, ustawiany i kasowany sprzętowo: BSY =1 w trakcie przetwarzania,

BSY = 0 po zakończeniu przetwarzania,