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基于C8051F060內(nèi)置高精度模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的使用方法

作者: 時(shí)間:2010-11-12 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

1 引言

在混合信號(hào)單片機(jī)中,美國(guó)Cygnal公司新推出的C8051F06X系列高集成度混合信號(hào)單片機(jī)可謂一枝獨(dú)秀。C8051F06X是高度集成的片上系統(tǒng)單片機(jī),它有多達(dá)59個(gè)數(shù)字I/O口,采用與8051兼容的內(nèi)核CIP-51,速度高達(dá)25MI/s。該系列單片機(jī)有/2型和C8051F061/3型,與同家族的其他單片機(jī)相比,其模擬外設(shè)性能優(yōu)異,除有一個(gè)帶可編程放大器和多路選擇器的8路10位ADC外,還有兩路采樣速度可達(dá)1 MS/s的16位ADC,兩路12位DAC,3個(gè)電壓比較器,1個(gè)片內(nèi)溫度傳感器和參考電壓源等。本文僅以型為例,著重介紹其高速、模/數(shù)

2 模/數(shù)

模/數(shù)轉(zhuǎn)換接口由2路16位逐次逼近式ADC、集成采樣保持器、一個(gè)可編程窗口檢測(cè)器、一個(gè)DMA接口組成。ADC0/ADC1可配置成單端或差分輸入方式。模/數(shù)轉(zhuǎn)換的工作方式,窗口檢測(cè)器和DMA接口均可通過(guò)特殊功能寄存器由軟件控制,模/數(shù)及其采樣保持電路也可通過(guò)特殊功能寄存器單獨(dú)設(shè)置,如圖1所示。顯然,轉(zhuǎn)換啟動(dòng)方式靈活,軟件事件、外部硬件信號(hào)和周期性的定時(shí)溢出都能用作觸發(fā)信號(hào),轉(zhuǎn)換結(jié)束后,16位的結(jié)果鎖存在SFR中,可由DMA接口將其存入片內(nèi)或片外RAM。

2.1 單端/差分輸入方式

ADCO和ADC1既可編程為單端輸入方式獨(dú)立工作,也可以設(shè)置為互相配合接收差分輸入信號(hào)。采用單端輸入方式時(shí),ADC可配置為同步采樣,或采用不同的轉(zhuǎn)換速度。采用差分輸入時(shí),ADC1服從于ADC0,除零點(diǎn)和增益校準(zhǔn)外,它的配置均ADC0。通道選擇寄存器AMXOSL的DIFFSEL位用于選擇單端和差分輸入方式。差分輸入時(shí),輸入到ADC的是一個(gè)偽差分信號(hào),每個(gè)ADC的實(shí)際測(cè)量電壓等于引腳AIN和引腳AINDG之間的電壓。AINDG必須在-0.2V~0.6V之間,在大多數(shù)系統(tǒng)中,AINDG接到AGND,否則,AINDG信號(hào)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)微小的負(fù)向偏置,建議用內(nèi)部的校準(zhǔn)功能解決。AINOG和AIN1G要可靠連接在一起,為了得到精確的轉(zhuǎn)換結(jié)果,在兩種方式下,AINn電位均應(yīng)高于AINnG。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/173149.htm

2.2 參考電壓

ADC0和ADC1可以配置不同的參考電壓電路,既可以使用片內(nèi)精密參考電壓源,也可以使用片外參考電壓源。片內(nèi)參考電壓源電路由一個(gè)獨(dú)立的溫度穩(wěn)定式帶隙參考電壓發(fā)生器產(chǎn)生1.25 V電壓,再由一個(gè)緩沖放大器將其放大2倍,其最大負(fù)載電流不能大于100μA,建議在VREF端和VRGND端外接0.1μF和47 μF的旁路電容器。每個(gè)參考電壓電路可由參考電壓控制寄存器(REFnCN)分別控制,其中,BIASEn位控制參考電壓發(fā)生器的使能,REFBEn位控制乘2緩沖器的使能。當(dāng)禁止時(shí),內(nèi)部參考電壓電路的耗電量為1μA,緩沖放大器呈高阻抗?fàn)顟B(tài);當(dāng)使用內(nèi)部參考電壓源時(shí),這兩個(gè)控制位均須置l;當(dāng)使用外部參考電壓源時(shí),控制位REFBEn應(yīng)置0。應(yīng)該注意,不論使用何種參考電壓源,當(dāng)使用模/數(shù)轉(zhuǎn)換器時(shí),BIASEn位必須置1,不使用模/數(shù)轉(zhuǎn)換器時(shí),BIASEn位置0,以有利于降低能耗。

2.3 工作方式

ADC0和ADC1的最大轉(zhuǎn)換速度為1 MS/s,轉(zhuǎn)換時(shí)鐘由系統(tǒng)時(shí)鐘分頻產(chǎn)生,并由ADCnCF型寄存器的ADCnSC位設(shè)定。

2.3.1 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)方式

對(duì)于ADC0,模/數(shù)轉(zhuǎn)換的啟動(dòng)方法有4種,由ADC0CN型寄存器中的轉(zhuǎn)換啟動(dòng)方式位AD0CMl/AD0CM0決定,這4種方式分別是給ADC0CN的AD0BUSY位寫(xiě)1;定時(shí)器2的溢出;定時(shí)器3的溢出;檢測(cè)到外部ADC轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)CNVSTR0的上跳沿。對(duì)于ADC1,模/數(shù)轉(zhuǎn)換的啟動(dòng)方法有5種,由寄存器ADC1CN中的轉(zhuǎn)換啟動(dòng)方式位AdlCM12-AD1CM0決定,這5種方式分別是給ADC1CN的AD1BUSY位寫(xiě)l;定時(shí)器2的溢出;定時(shí)器3的溢出;檢測(cè)到外部ADC轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)CNVSTR的上跳沿;給ADC0CN的AD0BUSY位寫(xiě)1。

在模/數(shù)轉(zhuǎn)換過(guò)程中,ADnBUSY位被置1,轉(zhuǎn)換結(jié)束后,該位被清零,如果允許中斷,ADnBUSY信號(hào)的下降沿將觸發(fā)中斷,并置位ADnINT的中斷標(biāo)志位ADCnON.5。在單端方式,模/數(shù)轉(zhuǎn)換的結(jié)果數(shù)據(jù)存放在ADCnH和ADCnL中;在差分方式,模/數(shù)轉(zhuǎn)換的結(jié)果數(shù)據(jù)是ADC0與ADC1之和,存放在ADC0H和ADC0L中。當(dāng)用給ADC0CN的AD0BUSY位寫(xiě)1的方法啟動(dòng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí),應(yīng)該查詢(xún)ADnINT位,以便確定模/數(shù)轉(zhuǎn)換何時(shí)完成,建議查詢(xún)步驟為給ADnINT寫(xiě)0;給ADnBUSY寫(xiě)1;查詢(xún)ADnINT位是否為l;處理ADC數(shù)據(jù),當(dāng)在差分方式且以外部信號(hào)啟動(dòng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí),應(yīng)將引腳CNVSTR0和引腳CNVSTR1連接起來(lái)。

2.3.2 采樣保持方式

模/數(shù)轉(zhuǎn)換的采樣保持方式由ADCnCN型寄存器的ADCnTM位控制,一旦ADCn被啟動(dòng),其輸入將被連續(xù)采樣,而這時(shí)轉(zhuǎn)換尚未開(kāi)始,當(dāng)AdnTM位為1,轉(zhuǎn)換開(kāi)始進(jìn)行,一個(gè)采樣周期由18個(gè)SAR時(shí)鐘組成。當(dāng)用CNVSTRn信號(hào)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換時(shí),ADC一直采樣,直到引腳CNVSTRn上出現(xiàn)一個(gè)上跳沿為止。將AdnTM位置為1,就能保證在模擬輸入端接外部多路選擇器時(shí),滿(mǎn)足必要的建立時(shí)間。

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