 |
Лабораторна робода №6. Аналогово-цифрове перетворення. Робода з джойстиком
|
|
|
|
Лабораторна робода №6. Аналогово-цифрове перетворення. Робода з джойстиком
Тема: Аналогово-цифрове перетворення. Робода з джойстиком.
Мета: Вивчити методи оцифровування аналогових сигналів.
Порядок виконання роботи:
1. Вивчити алгоритм обробки даних аналого-цифровим перетворювачем.
2. Розробити алгоритм індивідуального завдання до початку заняття.
3. Розробити програму і скомпілювати її.
4. Завантажити програму в стенд, переконатись в правильності її роботи, при негативному результаті виявити допущені помилки і виправити їх. Повторити завантаження програми в стенд.
Рисунок 6. 1 – Схема для лабораторної роботи №6
Короткі теоретичні відомості
АЦП, аналогово-цифровий перетворювач – пристрій, що перетворює вхідний сигнал в дискретний код (цифровий сигнал). Як правило, АЦП – електронний пристрій, що перетворює напругу в двійковий код.
Розрядність АЦП характеризується кількістю дискретних значень, які перетворювач може видати на виході, вимірюється в бітах. Наприклад, АЦП, здатний видавати 256 дискретних значень (0…255), має розрядність 8 біт, оскільки: 28=256.
Розрядність може бути також визначена в величинах вхідного сигналу і виражена, наприклад, в вольтах. Розрядність за напругою дорівнює напрузі, що відповідає максимальному вихідному коду, який ділиться на кількість вихідних значень.
Мікроконтролер ADuC481 як і інші пристрої компанії ADI має високоточний АЦП і програмований ЦАП.
АЦП керується за допомогою регістрів спеціальних функцій ADCCON1.. ADCCON3. Молодших 8 біт результату перетворення зберігаються в регістрі ADCDATAL, старших 4 біти – в молодшій тетраді регістру ADCDATAH. В старшу тетраду контролер записує номер поточного каналу.
|
|
|
Значення регістру ADCCON1 керує режимом запуску та роботи АЦП. Його адреса – 0xEF, початкове значення – 0x40, побітова адресація не підтримується.
Таблиця 6. 1 – Біти регістру ADCCON1
| Біт | Назва | Призначення |
| MD1 | Ввімкнення АЦП. Якщо біт встановлений – АЦП ввімкнено | |
| EXT_REF | Біт встановлений – АЦП працює від зовнішнього джерела опорної напруги, Біт скинений – АЦП працює від внутрішнього джерела опорної напруги. | |
| CK1 | Визначають подільник тактової частоти в частоту АЦП. Частота АЦП не може перевищувати 8. 38MHz CK1 CK0 Подільник 0 0 32 0 1 4 1 0 8 1 1 2 | |
| CK0 | ||
| AQ1 | Визначають кількість періодів АЦП, що витрачаються на захоплення сигналу пристроєм вибірки та зберігання (апертурний час). Для високоомних джерел сигналу значення мають збільшуватися. AQ1 AQ0 Кількість періодів 0 0 1 0 1 2 1 0 3 1 1 4 | |
| AQ0 | ||
| T2C | Встановлений біт дозволяє запуск АЦП при переповненні таймера 2 | |
| EXC | Встановлений біт дозволяє запуск АЦП при низькому рівні на ліній CONVST |
Молодша тетрада регістру ADCCON2 визначає обраний канал перетворення, старша керує запуском АЦП. Адреса регістру – 0xD8, початкове значення – 0x00, побітова адресація підтримується.
Таблиця 6. 2 – Біти регістру ADCCON2
| Біт | Назва | Призначення | ||
| ADCI | Переривання АЦП. Встановлюється контролером вкінці єдиного АЦП перетворення або вкінці блоку перетворень в режимі DMA | |||
| DMA | Вмикає режим DMA | |||
| CCONV | Запускає режим послідовних перетворень. Після закінчення кожного перетворення розпочинається нове, доти, доки не користувач не скине біт DMA. | |||
| SCONV | Запускає одне перетворення. Після його завершення біт автоматично скидається | |||
| CS3 | Визначає активний канал АЦП CS3 CS2 CS1 CS0 Канал 0 0 0 0 ADC0 ..........................................................
0 1 1 1 ADC7 1 0 0 0 Датчик температури (не менше 1мкс для захоплення) 1 0 0 1 DAC0 (ЦАП 0) 1 0 1 0 DAC1 (ЦАП 1) 1 0 1 1 AGND (аналоговий спільний) 1 1 0 0 VREF (опорна напруга) | |||
| CS2 | ||||
| CS1 | ||||
| CS0 |
Регістр ADCCON3 керує процедурою калібрування і не розглядається в даній лабораторній рободі.
Перед тим, як запускати аналогово-цифрове перетворення слід ввімкнути АЦП – записати в регістр ADCCON1 байт ініціалізації. Наприклад ввімкнемо АЦП з такими параметрами:
Опора – внутрішня (EXT_REF=0)
Подільник – 2 (CK1=1 CK0=1) (fADC=fCLK/2=5. 5299МГц)
Апертура – 4 періоди (AQ1=1 AQ0=1)
Запуск від спрацювання таймера 2 та зовнішнього сигналу заборонені (T2C=0 EXC=0). Таким чином байт ініціалізації рівний 101111002=18810=BC16. Записуємо його в регістр ADCCON1.
Далі, щоб провести одиничне вимірювання, потрібно записати в ADCCON2 номер каналу і біти запуску. Так для запуску одиничного перетворення з 7 каналу в ADCCON2 слід записати байт 0x17.
Після запуску дані будуть готові через 17-20 тактів АЦП (в залежності від апертурного часу, встановленого бітами AQ1-AQ0). Якщо подільник частоти АЦП рівний двом (біти CK1=1 CK0=1), то це складе 34-40 тактів мікроконтролера. Взнати точний час завершення аналогово-цифрового перетворення можна опитуючи біт ADCI – вкінці циклу перетворення контролер встановить його.
Результат перетворення знаходитиметься в регістрах ADCDATAH: ADCDATAL.
|
|
|
