2 Описание модуля ацп микроконтроллера msp430f2013

Модуль SD16_А содержит один сигма-дельта аналого-цифровой преобразователь с высоким входным сопротивлением и внешним опорным напряжением. Он содержит восемь аналоговых входов, один подсоединён к температурному датчику и делителю напряжения питания. Преобразователь основан на дискретизации второго порядка и цифрового фильтра децимации.

Возможности SD16_A:

• 16-ти разрядная сигма-дельта архитектура

• До 8 аналоговых каналов

• программный выбор внутрипроцессорного опорного напряжения(1,2В)

• Встроенный температурный датчик

• Частота входного сигнала до 1,1 МГц

• Высокое сопротивление входного буфера

• Выбор режима низко потребляемого преобразования

Блок-схема модуля SD16_A показана на рисунке 1.

Рисунок 1 – Блок-схема модуля SD16_A.

Регистр SD16MEM0 связан с каналом SD16_A. Результат преобразования перемещается в регистр SD16MEM0 с каждым шагом децимации цифрового фильтра. Бит SD16IFG устанавливается, когда новые данные записаны в регистр SD16MEM0. SD16IFG автоматически очищается, когда регистр SD16MEM0 прочитан или сброшен программно.

Формат выходных данных.

Выходные данные могут быть в двух форматах, в знаковом и без знаковом. Формат данных выбирается битами SD16DF и SD16UNI. Форматы данных и значения битов приведены в таблице 1.

Таблица 1 – форматы выходных данных

SD16UNI	SD16DF	формат	Аналоговый вход	SD16MEM0	Выходные данные с цифрового фильтра
0	0	двух знаковый двоичный код	+FSR ZERO -FSR	FFFF 8000 0000	FFFFFF 800000 000000
0	1	двух знаковый дополнение	+FSR ZERO -FSR	7FFF 0000 8000	7FFFFF 000000 800000
1	0	без знаковый	+FSR ZERO -FSR	FFFF 0000 0000	FFFFFF 800000 000000

На рисунке 2 показана зависимость между диапазоном входного напряжения от −VFSR до +VFSR и выходным результатом.

Рисунок 2 - зависимость между диапазоном входного напряжения от −VFSR до +VFSR и выходным результатом.

Электрические характеристики АЦП можно найти в документации на микроконтроллер MSP430F2013, которую можно скачать с сайта производителя www.ti.com.

Регистры модуля SD16_A.

SD16CTL, Регистр управления показан на рисунке 3.

Рисунок 3 – регистр управления

Описание битов регистра управления представлено в таблице 2.

Таблица 2 - Описание битов регистра управления

Имя бита	№ бита	описание
	15-12	зарезервированы
SD16XDIVx	11-9	делитель тактовой частоты
SD16LP	8	Режим низкого потребления. Этот бет уменьшает скорость и уменьшает потребление энергии. 0 – низкое потребление энергии выключено 1- режим низкого потребления включен. Уменьшается максимальная частота модуля SD16_A.
SD16DIVx	7-6	Делитель тактовой частоты. 00 - /1 01 - /2 10 - /4 11 - /8
SD16SSELx	5-4	Источник тактовой частоты. 00 MCLK 01 SMCLK 10 ACLK 11 External TACLK
SD16 VMIDON	3	VMID буфер 0-выключен 1-включён
SD16 REFON	2	Опорное напряжение. 0-выключено 1-включено
SD16OVIE	1	Разрешает прерывание. Данный бит следует устанавливать, когда разрешены глобальные прерывания. 0-прерывание запрещено 1-прерывание разрешено
	0	зарезервирован

Нулевой регистр управления, SD16CCTL0, показан на рисунке 4.

Рисунок 4 – Нулевой регистр управления, SD16CCTL0.

Описание битов нулевого регистра управления представлено в таблице 3.

Таблица 3 - Описание битов нулевого регистра управления

Имя бита	№бита	описание
	15	зарезервирован
SD16BUFx	14-13	Режимы высокого сопротивления входного буфера. 00-буфер отключён 01-низкая скорость/ток 10-средняя скорость/ток 11-высокая скорость/ток
SD16UNI	12	Выбор без знакового режима. 0-без знаковый режим выключен 1-без знаковый режим включён
SD16XOSR	11	Избыточная дискретизация. Этот бит используется совместно с установленным битов коэффициент избыточно дискретизации (SD16OSRx).
SD16SNGL	10	Выбор режима однократного преобразования. 0-режим непрерывного преобразования 1-режим однократного преобразования
SD16OSRx	9-8	Коэффициент избыточной дискретизации. Когда SD16XOSR = 0 00 256 01 128 10 64 11 32 Когда SD16XOSR = 1 00 512 01 1024 10 зарезервировано 11 зарезервировано
SD16 LSBTOG	7	Этот бит устанавливается когда регистр SD16MEM0 прочитан, устанавливается бит SD16LSBACC 0- SD16LSBACC не устанавливается при каждом чтении SD16MEM0 1- SD16LSBACC устанавливается при каждом чтении SD16MEM0
SD16 LSBACC	6	Этот бит позволяет получить доступ к младшей или старшей части результата преобразования. 0 SD16MEMx содержит старшую значимую часть 16-ти битного преобразования. 1 SD16MEMx содержит младшую значимую часть 16-ти битного преобразования.
SD16OVIFG	5	Флаг прерывания по переполнению. 0 нет прерывания по переполнению 1 переполнение произошло
SD16DF	4	Формат данных. 0 двоичный код 1 дополнение до 2-х
SD16IE	3	Включения прерывания модуля SD16_A. 0 прерывание выключено 1 прерывание включено
SD16IFG	2	Флаг прерывания. SD16IFG устанавливается, когда готовы новые преобразованные данные. SD16IFG автоматически сбрасывается, когда регистр SD16MEMx прочитан или его можно сбросить программно. 0 не произошло прерывание 1 произошло прерывание
SD16SC	1	Запуск преобразования. 0 остановить преобразование 1 начать преобразование
	0	зарезервирован

Входной регистр управления (SD16INCTL0) представлен на рисунке 5.

Рисунок 5 – Входной регистр управления.

Описание битов входного регистра управления представлено в таблице 4.

Таблица 4 – Описание битов входного регистра управления

Имя бита	№бита	описание
SD16 INTDLYx	7-6	Задержка выхода на прерывания после начала преобразования. Эти биты устанавливают величину задержки перед первым прерыванием, после начала преобразования. 00 Четвёртое прерывание 01 Третье прерывание 10 Второе прерывание 11 Первое прерывание
SD16GAINx	5-3	Коэффициент предусиления. 000 x1 001 x2 010 x4 011 x8 100 x16 101 x32 110 зарезервирован 111 зарезервирован
SD16INCHx	2-0	Дифференциальный вход. 000 A0 001 A1 010 A2 011 A3 100 A4 101 A5− (AVCC − AVSS) / 11 110 A6 − Датчик температуры 111 A7 − Измерение смещения для PGA.

Регистр включения аналогового входа (SD16AE) показан на рисунке 6.

Рисунок 6 – Регистр включения аналогового входа (SD16AE).

0 Внешний вход выключен. Отрицательный вход соединён с VSS.

1 Внешний вход включён.

20