第11讲C8051F020模数(AD)转换系统

1、第11讲C8051F020模数转换系统11概述1.1.1 12位模/数转换器ADCO可编程转换速率，最大10Oksps可多达8个外部输入；可编程为单端输入或差分输入可编程放大器增益：16、8、4、2、1、0.5数据相关窗口中断发生器内置温度传感器（±3。C）VREF0AIN0.0AIN0.1AIN0.2AIN0.3AIN0.4AIN0.5AIN0.6AIN0.7CPD+1.1.2位模/数转换器ADC1可编程转换速率，最大5OOksps8个外部输入可编程放大器增益：4、2、1、0.5AIN1.O(P1.O)-AIN1.11.1)区AIN1.2(P1.2)X-AIN1.3(P1.3)-A

2、IN1.4(P1.4)X-AIN1.5(P1.5)-AIN1.6(P1.6)XAIN1.7(P1.7)?-AD1ENAV*模拟开关ADCSARN 山云l<f一Ml2ZEEADC1CN写 1 到 AD1BUSY定时器3溢出CNVSTR定时器2溢出写 UiiADOBUSY（与ADCO同步）11.2 12位模/数转换器ADC0®L11 12位ADC原理框图模拟多路选择器配羣控制和歎据寄存蟹翳口比较逻辑AINO. 0 因 AINO.1 冈 AIN02 冈 AIN03 区 AIN04 冈 AIN05 因 AIN06 冈 AIN07 冈I9-1AMUX（单端或差分）可编程增益 放大器AV+

3、夕卜部VREF弓I脚一DACO输出一口较断窗比中12位SARADC12ADC效据寄存參VREF启动转换写 ADOBUSY定时器3溢出CNVSTR定时器2溢出 X11.2.1模拟多路开关和PGA（1）模拟输入方式的选择：单端输入/差分输入AINO 因AIN1AIN2 図AIN3 冈AIN4 凶AINE 凶AIN6 冈AIN7 冈)TEMP SENSOR9-to-1 AMUX (SE or DIFF)AGMDAMXOCFAMXOSLADOENAV-t-AMXOCF 倉AV-i,SYSCLK9，ADCAGNDStsloIf12-BitSARDifferential pair inputs: AIN6

4、 TAIN驱V can be positive or negative0 - single-ended analog inputs1 differential pairsADGOCFADCOCN-AIN67ICAIN45ICAIN23ICAINO 1ICBit?Bit6BitSBit4Bit3Bit2Bit!BitORAVR/WRWRWSFR Address:OxBAOOOOOOOOReset Vahie(2)模拟通道的选择01234567NNNNNNNNAlAAATEMP SENSOR9-to-1 AMUX (SE orDIFF)ADOENAV*SARADCAGMDrosoa<fzos

5、cocrONeod 乏<rLN90dlsl<Example:AMXOCF 二 0000 (all single ended analog inputs) then:AMUXO0000AINO0001AIN l0010AIN2OOllAIN30100AIN4OlOlAIN5OHOAIN6OlliAIN7l XXXTemp SensorAMUXO address bits(3)增益的控制N6N7AIAIAIAIAIAIAIAIN0N1N2N3N4N5Bit7-Bit3:SAR Conversion ClockPeriod BitsAMX0AD2|AMX0SLiosoa.voosccll

6、cr LIOSC2 clossdADCOCF5OOQ< 厂*<stBit2-Bit0:Internal Amplifier Gain000: Gain = 1001: Gain = 2010: Gain = 4011: Gain = 810x: Gain = 1611x: Gain = 0.5R*WR/WR;WR/WRAVR/WReset VhliieAD0SC4AD0SC3AD0SC2ADOSClAD0SC0AMP0GN2AMPOGNlAMP0GN0lllllOOOBit7Bit 6Bit5Bit 4Bit3Bit?BitlBitOSFR Address:-OxBC11.2.2基

7、准电压与转换时钟选择(1)基准电压社压基准功能框图REFOCN:电压基准控制寄存器R/WR.WRWR-'WRW复位值AD0VRS | AD1VRS | TEMPE | BIASE | REF5FH 00000000 位4位3位2位1位0SFRftk址：OxDlADOVRS： ADC0电压基准选择位0： ADC0电压基准取t VREFO引脚。1： ADC0电压基准取自DAC0输出。AD1VRS： ADC1电压基准选择位0： ADC1电压基准取自VREF1弓|脚。TEMPE：温度传感器使能位0：内部温度传感器关闭。1：内部温度传感器工作。BIASE： ADC/DAC偏压发生器使能位（使用A

8、DC和DAC时该位必须为1）0：内部偏压发生器关闭。1：内部偏压发生器工作。REFBE：内部电压基准缓冲器使能位0二内部电压基准缓冲器关闭。1：内部电压基准缓冲器工作。内部电压基准从VREF引脚输出。(2) 转换时钟设定ADCO的转换时钟来源于系统时钟，AD0SC4-0: ADCO 转换时钟周期控制位。ADCO时钟应小于或等于2.5MHzB.使用内部触发源的ADC时序定时樹2、定时器3镒出 lilADOBUSYm (AMSTMI1:0J= CO, 01.11)SAR时訓adcd= 112 3 45 6 7 0 9 10 11 12 13 U 15 16 17 18 19imi-nnnnnnnn

9、nnnnnnnnnnnn|低IfiftSKftl KE |转換|氐加UK|SAR HWadcd= 0ruuirwwuwwww竪棧i用晾ADCOCF： ADCO配置寄存器RWRWR.WAD0SC4AD0SC3AD0SC2AD0SC1ADOSCOAMP0GN2| AMP0GN1位7位6位5位4位3位2位1艮mv复位值AMPOGNO 111111000 位0SFR地址：OxBC转换时钟设定计算公式:ADQSC =SYSCLK11.2.3 ADCO工作方式（1）启动转换有4种转换启动方式，由ADCOCN中的ADCO启动转换方式位（ADOCM1, ADOCMO）的状态决定。转换触发源有：R/WR/WR/

10、WR/WRAVR/W :R/WR/W复位值AD0ENAD0TMAD0INT| ADOBUSYADO CM 1ADOCMO：ADOWINTADOLJST00000000位7位6位5位4位3位2 :位1位0SFR地址；（可位寻址）0xE800向ADCOCN 的ADOBUSY 位写 1；01定时器3溢出（即定时的连续转换）；10外部ADC转换启动信号的上升沿，CNVSTR；U定时器2溢出（即定时的连续转换）。（2）转换状态：ADOBUSYR/WR/WR/W； R/W ；R/WR/WR/W R/W 复位值ADOEN |ADOTM|ADOINTjADOEUSYjAD0CM1|典DOCMO| ADOWIN

11、T | ADOLJST 100000000位7位6位5位了位2位1 位。 SFR地址： 冋位寻址）0xE80正在进行AD转换1表示转换结束（3）转换结束与中断ADOINT-AD转换结束标志位CMADOBUSY位在转换期间被置 5,转换结束后复 0。ADOBUSY位的 下降沿触发一个中断（当被允许时）并将中断标志AD0INTADC0CN.5）置驀换数据被保存在ADC数据字的MSB和LSB寄存器11.2.4数据寄存器及数据格式ADOLJST： ADCO数据左对齐选择位。0： ADC0H:ADC0L寄存器数据右对齐。1： ADC0H:ADC0L寄存器数据左对齐。RWR/WR/W复位值|0000000

12、0位7位6位5位4位3位2位1位0SFR地址：OxBFADCOH: ADC 数据字MS寄存器ADCOL: ADCO 数据字LSB寄存器KWRAV复位值00000000位7位6位5位4位3位2位1位0SFR地址：OxBE11.2.5 ADCO使用(1) 初始化：确定输入模式：单端or双端；选定模拟输入通道；确定PGA增益；确定ADC0转换时钟；A选定基准电压VREF；A选定启动转换的方式；定时器溢出方式：选择定时器(定时器初始化)确定查询方式还是中断方式中断方式：需进行中断初始化(2) 开启 ADCO： AD0EN=1启动ADCO：(4) 读取转换结果11.2.6 ADCO转换结果计算uanalog rangeVref 1 lsb+H+I+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+OOOhdigital rangeFFFh(4095) There are 4096 different digital values corresponding to 0-Vref. Find the voltage per least significant bit:4096Now find analog value corresponding to some d