Аналого-цифровой преобразователь (АЦП)

Модуль АЦП содержит четыре входных аналоговых канала, мультиплексируемых наодну схему выборки/хранения и далее на АЦП. Опорное напряжение поступает извне через ножку RA3/AIN3/Vref или формируется внутри кристалла из Vdd.

Преобразователь использует принцип последовательного приближения; 8 -битовый результат преобразования помещается в регистр ADRES (09h).Преобразования инициируются установкой управляющего бита (GO/DONE) в регистре ADCON. До начала преобразования должен быть выбран нужный канал и обеспечено достаточное время для завершения выборки. Время преобразования есть функция периода генератора. Минимально возможное время преобразования 20 мкс. В конце преобразования бит GO/DONE очищается и активируется прерывание. Ошибка преобразования не превышает +- 1 LSB для Vdd=5.12 В и Vref = Vdd. Разрешение и точность уменьшаются, когда Vref меньше Vdd.

Тактирование АЦП.

АЦП работает от своего собственного тактового генератора или от генератора OSC1, как показано а следующей таблице:

Управляющий бит DCS1,ADCS0	Задержка (должна быть >2 mkS)
00	2 tosc
01	8tosc
10	32 tosc
11	trc (2..6 mkS, 4 mkS tyр.)

 

Время преобразования каждого бита занимает одинаковый интервал. Общее время измерения- 10 интервалов. Сам интервал должен быть не менее 2мкс. На низких частотах может быть выбран RC генератор. Однако его частота существенно зависит от напряжения питания, температуры и других параметров (период от 2 до 6 мкс, номинал - 4 мкс).

 

 

Управляющий регистр и регистр статуса АЦП (ADCON0)

Регистр ADCON0         Адрес 08h Значение при включении питания= 00H

7	6	5	4	3	2	1	0
ADCS1	ADCS0		CHS1	CHS0	GO/DONE	ADIF	ADON

 

ADON - Включение АЦП.

ADON = 0: АЦП не работает и не потребляет тока.

ADON = 1: АЦП работает и занял линии IO

ADIF- Флаг прерывания по окончанию аналого-цифрового преобразования.

Флаг устанавливается, когда преобразование закончено.

Флаг сбрасывается программно.

GO:/DONE- Этот бит должен быть установлен, чтобы началось преобразовании Он автоматически сбрасывается аппаратным способом, когда преобразование заканчивается.

CHS1 CHS0 - Выбор аналогового канала.

CH1,CH0     00: канал 0 (AIN0)

                     01: канал 1 (AIN1)

                     10: канал 2 (AIN2)

                     11: канал 3 (AIN3)

ADCS1 ADCS0 -Выбор частоты преобразования.

ADCS0,ADCS0 00: Fosc/2

                     01: Fosc/8

                     10: Fosc/32

                     11: fRC (частота от собственного RC генератора)

 Подключение аналоговых входов

Пользователь должен установить регистр ACON1 так, чтобы линии аналоговых сигналов были сконфигурированы как аналоговые входы. Так как линии аналоговых сигналов запараллелены с цифровыми выходами, которые имеют диоды защиты, подключенные к Vdd и к Vss в обратном направлении, то входной аналоговый сигнал должен будет ограничиваться этими значениями, иногда с увеличением тока в ножку. Чтобы избежать повреждений входных цепей, рекомендуется иметь последовательный ограничивающий резистор не менее 500 Ом.

Для источников сигнала, выходное сопротивление не должно быть больше 10 кОм. Тогда максимальная погрешность, вызванная током утечки, составляет +- 5 мВ или +- 0.25 LSB при Vdd=Vref= 5В (10 кОм * 5мкА). Другая причина ограничения максимального выходного сопротивления источника сигнала - это требование к запоминанию входного сигнала на специальном конденсаторе в схеме выборки хранения.

Для снижения шума иногда добавляют внешний RC фильтр. И в этом случае значение R должно быть таким, чтобы суммарная величина сопротивления не превосходила 10 кОм. Любой внешний компонент, подключаемый к аналоговому входу (будь то конденсатор или стабилитрон), должен иметь очень небольшой ток утечки.

Управляющий регистр АЦП (ADCON1)

Регистр ADCON1         Адрес 88h

7	6	5	4	3	2	1	0
						PCFG1	PCFG0

 

PCFG1 PCFG0 - Биты, которые определяют конфигурацию ножек RA0 - RA3:

PCFG1, PCFG0	RA0,RA1	RA2	RA3	Vref
00	аналоговые входы	аналоговый вход	аналоговый вход	Vdd
01	аналоговые входы	аналоговый вход	вход опорного напряжения	RA3
10	аналоговые входы	цифровой вход	цифровой вход	Vdd
11	цифровые входы -	цифровой вход	цифровой вход