第七讲ADC与DAC1

1、1第七讲 ADC与DAC2SPCE061A的功能体现得最重要的是其语音功能；而对语音的支持，除了其处理能力外，还有片内集成的ADC、DAC；特别是集成有AGC电路的MIC通道。38通道10位模-数转换器。 7个通道（Line_IN）用于将模拟量信号转换为数字量信号, 可以直接通过引线(IOA06)输入。 一个通道只作为语音输入通道，通过内置有自动增益控制放大器的麦克风通道(MIC_IN)输入。4由数模转换器DAC0和逐次逼近寄存器SAR组成逐次逼近式模-数转换器。硬件ADC的最高速率限定为(Fosc/32/16)Hz。 Fosc(Hz)20.48M24.576M32.768M40.96M49.

2、152MAD转换速率40KHz48KHz64KHz80KHz96KHz5ADC控制寄存器P_ADC_Ctrl( 读/写)($7015 H)DAC控制寄存器P_DAC_Ctrl( 写($702AH )ADC_LATCH 的第 3、4位DAR0b15:610位DAC0SARCOMPSHE( 采样 /保持 )RDY-自动ADEP_ADC( 读)($7014H )采样 /保持0:MIC_IN1:LINE_INOPOOPIAGCAGCEAGC_CtrlMICVMICVrefAGC_IN(P_ADC_Ctrl ( 写)的第 0位)(P_ADC_Ctrl ( 读)的第 15位)b2: AGCEb0: ADE

3、IOA06P_ADC_MUX_Ctrl (702BH)的b0b26ADC控制寄存器P_ADC_Ctrl(读/写)($7015H)DAC控制寄存器P_DAC_Ctrl(写($702AH)ADC_LATCH的第3、4位DAR0b15:610位DAC0SARCOMPSHE(采样/保持)RDY-自动ADEP_ADC(读)($7014H)采样/保持0:MIC_IN1:LINE_INOPOOPIAGCAGCEAGC_CtrlMICVMICVrefAGC_IN(P_ADC_Ctrl (写)的第0位)(P_ADC_Ctrl (读)的第15位)b2: AGCEb0: ADEIOA06P_ADC_MUX_Ctrl

4、 (702BH)的b0b2启动自动方式 RDY=0SAR = 10 0000 0000BDAC0输出Vdac0与Vin逐次比较比较结束，RDY=1结果存入结果寄存器等待读取结果寄存器7P_ADC(P_ADC(读读/ /写写)(7014)(7014H)H) 该单元储存MIC输入的A/D转换的数据。P_ADC_Ctrl(P_ADC_Ctrl(读读/ /写写)(7015)(7015H)H) 为ADC的控制端口b15b16b5b0DAR0读写- b15 b149 b8 b7 b6 b53 b2 b1 b0RDY(R)-V2REFB (W)VEXTREF (W)DAC_OUT (W)-AGCE(W)MI

5、C_EN (W)ADE(W)8b15只用于MIC_IN通道输入9P_ADC_MUX_Ctrl (P_ADC_MUX_Ctrl (读读/ /写写)(702)(702BH)BH) ADCADC多通道（多通道（Line_INLine_IN）控制是通过对控制是通过对P_ADC_MUX_Ctrl(702BH)P_ADC_MUX_Ctrl(702BH)单元编程实现单元编程实现的。的。10b15只用于Line_in7:1通道输入一般情况下，该位总为0。以下情况除外：由于MIC_IN的优先级高于AD LINE_IN，所以在LIN_IN AD转换过程里又有MIC_IN时，若AD切换到MIC输入，原LINE_IN

6、的数据会出现问题，此时FAIL被置为1。 MIC AD完成之后，该位被清为0。11P_ADC_MUX_Data(读) (702CH) P_ADC_MUX_Data单元用于读出LINE_IN7:110位ADC转换的数字数 b15b6 b5b0ADC转换结果-12ADC直流电气项目项目符号最小值典型值最大值单位ADC分辨率RESO1010bitADC信噪比SNR50dBADC积分非线性INL4LSBADC差分非线性DNL0.5LSBADC转换率Fconv96KHz电源电流 Vdd=3VIADC3.4mA功耗 Vdd=3VPADC10.2mW1314CextRextCopi f upper 3db

7、f lower 3dbgain0.22uf 5.1K0476.6KHz107Hz43db0.22uf 5.1K5000pf31.9KHz107Hz43db0.22uf 5.1K10000pf15.0KHz107Hz43db0.22uf 5.1K15000pf9.8KHz107Hz43db0.22uf 5.1K20000pf7.3KHz107Hz43db0.22uf 5.1K30000pf4.8KHz107Hz43db0.22uf 5.1K40000pf3.5KHz107Hz43db0.22uf 5.1K50000pf2.8KHz107Hz43db0.10uf 5.1K0476.6KHz107H

8、z43db15信号输入电压范围 AVSS-0.3VAVDD+0.3V测量电压范围 VEXTREF 0：使用默认基准电压 0AVDD VEXTREF 1：使用外部基准电压 0VEXTREF16输入端口 IOA6:0，用到的相应设为悬浮输入方式。模拟地 与IOA低八位地共用一个接地点。17例1：通过改变LINE_IN端口的模拟电压来改变IOB口输出的数据，采用自动方式即定时器A溢出执行ADC转换，可以通过发光二极管的点亮了解转换的数据值。18程序中断流程图：寄存器组入栈保护读寄存器P_ADC_MUX_CTRL将读出的值送B口并用LED显示判断是否转换完毕清中断标志寄存器组出栈中断返回YN19202

9、1两路10DAC（DAC1、DAC2） AUD1和AUD2管脚输出 电流型DAC 03mA Vdd = 3.3V 02mA Vdd = 3.3V22R101K+C21100uDACVDDHVSSSPHAVSS2C23224C26104SPLC20104J12PHONEJACK123R91K132+-U2SPY003054612837DACC25104J3Speaker12J2CON3123SPKL1SPKL1VD D D ACVSSD ACC 17104R 92.4KR 41K132J14D A C 1213Q 18050D A C 11123J10C O N 3D A C 1V SSA232

10、4P_DAC1(P_DAC1(读读/ /写写)(7017)(7017H)H) 该单元为一个带该单元为一个带1010位缓存器位缓存器( (DAR1)DAR1)的的1010位位D/A D/A 转换单元转换单元( (DAC1)DAC1)。用于向用于向DAR1DAR1写写入或从其中读出入或从其中读出1010位数据。位数据。 b15b6 b5b0DAC1数据（读/写）-25P_DAC2(P_DAC2(读读/ /写写)(7016)(7016H) H) P_DAC2( P_DAC2(写写) )：通过此单元直接写入：通过此单元直接写入1010位位数据到数据到1010位缓存器位缓存器DAR2DAR2，来锁存来锁

11、存DAC2DAC2的的输入数字量值输入数字量值( (无符号数无符号数) )。 P_DAC2( P_DAC2(读读) )：从：从DAR2DAR2内读出内读出1010位数据。位数据。 b15b6 b5b0DAC2数据(读/写)-26P_DAC_Ctrl(P_DAC_Ctrl(写写) (702) (702AH) AH) DAC音频输出方式的控制单元。第58位用于选择DAC输出方式下的数据锁存方式；第3、4位用来控制A/D转换方式。第1位总为 0 用于双DAC音频输出。 27b8b7b6b5b4b3DAC1_Latch(写) DAC2_Latch(写) AD_Latch(写) 00：直接将DAR1内数

12、据锁存到DAC1内(缺省设置)01：通过TimerA溢出将DAR1 内的数据锁存到DAC1内10：通过TimerB溢出将DAR1内的数据锁存到DAC1内11：通过TimerA或TimerB的溢 出将DAR1内的数据锁存到DAC1内 00：直接将DAR2内的数据锁存到DAC2内(缺省设置)01：通过TimerA溢出将DAR2内的数据锁存到DAC2内10：通过TimerB溢出将DAR2内的数据锁存到DAC2内11：通过TimerA或TimerB的溢出将DAR2内的数据锁存到DAC2内 00：通过读P_ADC触发ADC自动转换(缺省设置)01：通过TimerA溢出触发A/D转换10：通过TimerB

13、溢出触发A/D转换11：通过TimerATimerB的溢出触发A/D转换 28例1：采用直接方式，通过编程实现一个锯齿波，同时也可以听到AUD1和AUD2两端的扬声器有持续间断的声音。关中断，设置控制字P_DAC_Ctrl,R3=0 x0040R1中的数据输出开始调用延时子程序R1+=R32930例：采用自动方式即定时器A溢出执行ADC转换，通过A/D将MIC_IN输入的语音信号转换为数字信号，再通过D/A的两个通道AUD1和AUD2播放。31程序：3233例：电压信号从 IOA0输入，参考电压为3.3V。每调用一次子函数AD()，将得到一个AD转换的值。例子中调用AD()共16次，取平均值作为AD转换的结果。用C语言实现。3435