08_模擬外設(shè)ppt課件

1、C8051F120的模擬外設(shè)的模擬外設(shè)C8051F120的模擬外設(shè)包括：的模擬外設(shè)包括：2個(gè)模擬電壓比較器個(gè)模擬電壓比較器1個(gè)電壓基準(zhǔn)源個(gè)電壓基準(zhǔn)源1個(gè)個(gè)12位逐次比較逼近位逐次比較逼近ADC1個(gè)個(gè)8位逐次比較逼近位逐次比較逼近ADC2個(gè)個(gè)12位位DAC可編程模擬電壓比較器可編程模擬電壓比較器模擬電壓比較器工作原理：模擬電壓比較器工作原理：可編程模擬電壓比較器可編程模擬電壓比較器比較器比較器0原理框圖原理框圖比較器比較器1原理框圖原理框圖兩個(gè)比較器相似，只學(xué)一個(gè)即可兩個(gè)比較器相似，只學(xué)一個(gè)即可每個(gè)比較器都有專用的輸入引腳。每個(gè)比較器的輸出都可以經(jīng)每個(gè)比較器都有專用的輸入引腳。每個(gè)比較器的輸出都

2、可以經(jīng)I/O 交叉開(kāi)關(guān)連到交叉開(kāi)關(guān)連到外部引腳。外部引腳。由圖可知與比較器由圖可知與比較器0相關(guān)有相關(guān)有2個(gè)個(gè)SFR。CPT0CN: 比較器比較器0 控制寄存器控制寄存器上升沿、下降沿中斷標(biāo)志位上升沿、下降沿中斷標(biāo)志位位一旦被置位一旦被置1，將一直保，將一直保持持1狀態(tài)直到被軟件清除。狀態(tài)直到被軟件清除。CPT0CN: 比較器比較器0 控制寄存器控制寄存器正向回差電壓見(jiàn)下頁(yè)圖正向回差電壓見(jiàn)下頁(yè)圖負(fù)向回差電壓見(jiàn)下頁(yè)圖負(fù)向回差電壓見(jiàn)下頁(yè)圖CPT0MD: 比較器比較器0 方式選擇寄存器方式選擇寄存器位位5： CP0RIE：比較器：比較器0 上升沿中斷使能位。上升沿中斷使能位。0：比較器：比較器0 上

3、升沿中斷禁止。上升沿中斷禁止。1：比較器：比較器0 上升沿中斷使能。上升沿中斷使能。位位4： CP0FIE：比較器：比較器0 下降沿中斷使能位。下降沿中斷使能位。0：比較器：比較器0 下降沿中斷禁止。下降沿中斷禁止。1：比較器：比較器0 下降沿中斷使能。下降沿中斷使能。CPT0MD: 比較器比較器0 方式選擇寄存器方式選擇寄存器功耗最功耗最大大最慢最慢注意：注意：比較器比較器0可以被配置成復(fù)位源，比較器可以被配置成復(fù)位源，比較器1不可以。不可以。比較器在被使能后有一個(gè)上電時(shí)間（見(jiàn)表比較器在被使能后有一個(gè)上電時(shí)間（見(jiàn)表10.1），在此時(shí)間后比較器輸出才能），在此時(shí)間后比較器輸出才能達(dá)到穩(wěn)定。達(dá)到

4、穩(wěn)定。在比較器上電后，上升沿和下降沿標(biāo)志位的狀態(tài)是不確定的，因此應(yīng)在比較器在比較器上電后，上升沿和下降沿標(biāo)志位的狀態(tài)是不確定的，因此應(yīng)在比較器中斷被使能前或比較器被配置為復(fù)位源之前將這些標(biāo)志位用程序手動(dòng)清中斷被使能前或比較器被配置為復(fù)位源之前將這些標(biāo)志位用程序手動(dòng)清0。關(guān)注表關(guān)注表10-1(比較器電器特性表比較器電器特性表)，尤其注意模擬電壓輸入范圍：輸入可以承受，尤其注意模擬電壓輸入范圍：輸入可以承受-0.25V 到到(AV+) + 0.25V 的外部驅(qū)動(dòng)電壓而不至損壞或發(fā)生工作錯(cuò)誤。的外部驅(qū)動(dòng)電壓而不至損壞或發(fā)生工作錯(cuò)誤。C8051F120的電壓基準(zhǔn)的電壓基準(zhǔn)C8051F120內(nèi)部電壓基準(zhǔn)

5、電路內(nèi)部電壓基準(zhǔn)電路,由一個(gè)由一個(gè)1.2V、15ppm/的帶隙電壓基準(zhǔn)發(fā)生器和的帶隙電壓基準(zhǔn)發(fā)生器和一個(gè)兩倍增益的輸出緩沖放大器組成。一個(gè)兩倍增益的輸出緩沖放大器組成。內(nèi)部基準(zhǔn)電壓可以通過(guò)內(nèi)部基準(zhǔn)電壓可以通過(guò)VREF 引腳連到單片機(jī)片外引腳連到單片機(jī)片外(給別的模塊和單片機(jī)自身提供給別的模塊和單片機(jī)自身提供電壓基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn))，VREF 引腳對(duì)引腳對(duì)AGND 的負(fù)載最大不能超過(guò)的負(fù)載最大不能超過(guò)200 A。建議在。建議在VREF 引引腳與腳與AGND 之間接入之間接入0.1 F 和和4.7 F 的旁路電容。的旁路電容。見(jiàn)下頁(yè)圖見(jiàn)下頁(yè)圖見(jiàn)下頁(yè)圖見(jiàn)下頁(yè)圖見(jiàn)下頁(yè)圖見(jiàn)下頁(yè)圖見(jiàn)下頁(yè)圖見(jiàn)下頁(yè)圖注意注意C80

6、51F120的的DAC每個(gè)DAC 的輸出擺幅均為0V 到(VREF-1LSB)，對(duì)應(yīng)的輸入碼范圍是0 x000 到0 xFFF。DAC0框圖框圖DAC1框圖框圖兩個(gè)兩個(gè)DA相似，只學(xué)一個(gè)即可。相似，只學(xué)一個(gè)即可。與與DAC0相關(guān)的相關(guān)的3個(gè)個(gè)SFR(灰色灰色)注意字節(jié)地址相鄰注意字節(jié)地址相鄰DAC0CN: DAC0 控制寄存器控制寄存器位位7： DAC0EN：DAC0 使能位使能位0：DAC0 禁止。禁止。DAC0 輸出引腳被禁止，輸出引腳被禁止，DAC0 處于低功耗停機(jī)方式處于低功耗停機(jī)方式1：DAC0 使能。使能。DAC0 輸出有效；輸出有效；DAC0 處于工作狀態(tài)。處于工作狀態(tài)。DAC0

7、CN: DAC0 控制寄存器控制寄存器位位4-3： DAC0MD1-0：DAC0 方式位。方式位。00：DAC 輸出更新發(fā)生在寫輸出更新發(fā)生在寫DAC0H 時(shí)。時(shí)。01：DAC 輸出更新發(fā)生在定時(shí)器輸出更新發(fā)生在定時(shí)器3 溢出時(shí)。溢出時(shí)。10：DAC 輸出更新發(fā)生在定時(shí)器輸出更新發(fā)生在定時(shí)器4 溢出時(shí)。溢出時(shí)。11：DAC 輸出更新發(fā)生在定時(shí)器輸出更新發(fā)生在定時(shí)器2 溢出時(shí)。溢出時(shí)。所謂更新就是指所謂更新就是指DAC寄存器內(nèi)容寄存器內(nèi)容(灰灰色，一級(jí)緩存，色，一級(jí)緩存，SFR)進(jìn)入進(jìn)入DAC鎖存鎖存器器(黃色，二級(jí)緩存黃色，二級(jí)緩存)后在進(jìn)入后在進(jìn)入DAC中，進(jìn)行中，進(jìn)行DA轉(zhuǎn)換，并輸出模擬量

8、。轉(zhuǎn)換，并輸出模擬量。根據(jù)軟件命令更新輸出根據(jù)軟件命令更新輸出(DAC0CN.4:3 =00)時(shí)，要先寫時(shí)，要先寫DAC0L，再寫，再寫DAC0H，寫完寫完DAC0H后，一級(jí)緩存自動(dòng)進(jìn)二級(jí)緩存，開(kāi)始后，一級(jí)緩存自動(dòng)進(jìn)二級(jí)緩存，開(kāi)始DA轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換?；诙〞r(shí)器溢出的輸出更新時(shí)，先寫基于定時(shí)器溢出的輸出更新時(shí)，先寫DAC0L、DAC0H，然后等待定時(shí)器溢出，然后等待定時(shí)器溢出，溢出時(shí)，一級(jí)緩存自動(dòng)進(jìn)二級(jí)緩存，開(kāi)始溢出時(shí)，一級(jí)緩存自動(dòng)進(jìn)二級(jí)緩存，開(kāi)始DA轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。DAC0CN: DAC0 控制寄存器控制寄存器C8051F120的的AD2C8051F120的的ADC2 包括一個(gè)包括一個(gè)8 通道的可編程

9、配置的模擬多路開(kāi)關(guān)通道的可編程配置的模擬多路開(kāi)關(guān)(AMUX2)，一，一個(gè)可編程增益放大器個(gè)可編程增益放大器(PGA2)和一個(gè)和一個(gè)500ksps、8 位分辨率的逐次逼近寄存器型位分辨率的逐次逼近寄存器型ADC，該，該ADC 中集成了跟蹤保持電路。中集成了跟蹤保持電路。原碼原碼補(bǔ)碼補(bǔ)碼AD2的模擬多路開(kāi)關(guān)的模擬多路開(kāi)關(guān)AMUX2ADC2 有有8 個(gè)模擬量輸入，通過(guò)模擬多路開(kāi)關(guān)個(gè)模擬量輸入，通過(guò)模擬多路開(kāi)關(guān)8選選1。注意：注意：AD2沒(méi)有專用輸入引腳沒(méi)有專用輸入引腳AMX2SL: AMUX2 通道選擇寄存器通道選擇寄存器八選一八選一AD2的可編程增益放大器的可編程增益放大器PGA2可編程增益放大器

10、作用：對(duì)可編程增益放大器作用：對(duì)8選選1后的模擬信號(hào)放大后的模擬信號(hào)放大K倍，倍，K由程序設(shè)定。由程序設(shè)定。見(jiàn)下頁(yè)見(jiàn)下頁(yè)ADC2 的工作方式的工作方式ADC2 的最高轉(zhuǎn)換速度為的最高轉(zhuǎn)換速度為500ksps(最快最快2微秒完成一次微秒完成一次AD轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換)。ADC2 的轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換時(shí)鐘（時(shí)鐘（SAR2 時(shí)鐘）來(lái)源于系統(tǒng)時(shí)鐘分頻。由時(shí)鐘）來(lái)源于系統(tǒng)時(shí)鐘分頻。由ADC2CF 寄存器的寄存器的AD2SC 位決定。位決定。ADC2 轉(zhuǎn)換時(shí)鐘頻率最大為轉(zhuǎn)換時(shí)鐘頻率最大為6 MHz。啟動(dòng)轉(zhuǎn)換條件啟動(dòng)轉(zhuǎn)換條件1. 向向ADC2CN 的的AD2BUSY 位寫位寫1；2. 定時(shí)器定時(shí)器3 溢出（即定時(shí)的連續(xù)轉(zhuǎn)換）

11、；溢出（即定時(shí)的連續(xù)轉(zhuǎn)換）；3. 外部外部ADC 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)CNVSTR2 的上升沿；的上升沿；4. 定時(shí)器定時(shí)器2 溢出（即定時(shí)的連續(xù)轉(zhuǎn)換）。溢出（即定時(shí)的連續(xù)轉(zhuǎn)換）。5. 向向ADC0CN 的的AD0BUSY 位寫位寫1（用一個(gè)軟件命令啟動(dòng)（用一個(gè)軟件命令啟動(dòng)ADC2 和和ADC0）。）。ADC2CN: ADC2 控制寄存器控制寄存器位位7： AD2EN：ADC2 使能位使能位0：ADC2 禁止。禁止。ADC2 處于低功耗停機(jī)狀態(tài)。處于低功耗停機(jī)狀態(tài)。1：ADC2 使能。使能。ADC2 處于活動(dòng)狀態(tài)，并準(zhǔn)備轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。處于活動(dòng)狀態(tài)，并準(zhǔn)備轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。ADC2CN: ADC2 控制

12、寄存器控制寄存器位位5： AD2INT：ADC2 轉(zhuǎn)換結(jié)束中斷標(biāo)志轉(zhuǎn)換結(jié)束中斷標(biāo)志該標(biāo)志必須用軟件清該標(biāo)志必須用軟件清0。0:從最后一次將該位清從最后一次將該位清0 后后,ADC2 還沒(méi)有完成一次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。還沒(méi)有完成一次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。1：ADC2 完成一次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。完成一次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。位位4： AD2BUSY：ADC2 忙標(biāo)志位忙標(biāo)志位讀讀0：ADC2 轉(zhuǎn)換結(jié)束或不在進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換結(jié)束或不在進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。AD2INT 在在 AD2BUSY 的下降沿被置的下降沿被置1。1：ADC2 正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換。正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換。寫寫0：無(wú)效：無(wú)效1：若：若AD2CM2-0000b 則啟動(dòng)則啟動(dòng)ADC2 轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。

13、AD2BUSY 位在轉(zhuǎn)換期間被硬件自動(dòng)置1，轉(zhuǎn)換結(jié)束后被硬件自動(dòng)復(fù)0。AD2BUSY 位的下降沿觸發(fā)一個(gè)中斷（當(dāng)被允許時(shí)）并將ADC2CN 中的中斷標(biāo)志置1。轉(zhuǎn)換結(jié)果保存在ADC2 的數(shù)據(jù)字寄存器ADC2CN中。當(dāng)采用向AD2BUSY 位寫1這一啟動(dòng)方式時(shí)，建議通過(guò)查詢AD2INT 來(lái)確定轉(zhuǎn)換何時(shí)完成。建議的查詢步驟如下：1. 向AD2INT 寫0；2. 向AD2BUSY 寫1；3. 查詢并等待AD2INT 變?yōu)?；4. 處理ADC2 數(shù)據(jù)。AD2內(nèi)部的等效采樣電路內(nèi)部的等效采樣電路什么時(shí)跟蹤？什么時(shí)跟蹤？當(dāng)當(dāng)ADC2 輸入配置發(fā)生改變時(shí)（即輸入配置發(fā)生改變時(shí)（即AMUX 或或PGA 的選擇發(fā)

14、生變化），在進(jìn)行一的選擇發(fā)生變化），在進(jìn)行一次精確的次精確的AD轉(zhuǎn)換之前需要有一個(gè)很小的時(shí)間，用于使采樣電容的電壓逼近外界轉(zhuǎn)換之前需要有一個(gè)很小的時(shí)間，用于使采樣電容的電壓逼近外界的模擬輸入電壓。的模擬輸入電壓。跟蹤方式跟蹤方式兩種跟蹤方式：兩種跟蹤方式：連續(xù)跟蹤方式連續(xù)跟蹤方式(缺省情況下缺省情況下)低功耗跟蹤方式低功耗跟蹤方式連續(xù)跟蹤方式：不進(jìn)行連續(xù)跟蹤方式：不進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)，ADC2 輸入被連續(xù)跟蹤，需要輸入被連續(xù)跟蹤，需要AD轉(zhuǎn)換時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)，直接開(kāi)始轉(zhuǎn)換。直接開(kāi)始轉(zhuǎn)換。低功耗跟蹤方式：不進(jìn)行低功耗跟蹤方式：不進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換時(shí)，不跟蹤輸入，需要轉(zhuǎn)換時(shí)，不跟蹤輸入，需要AD轉(zhuǎn)換時(shí)，先

15、跟蹤一轉(zhuǎn)換時(shí)，先跟蹤一段時(shí)間，再進(jìn)行段時(shí)間，再進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。ADC2CN: ADC2 控制寄存器控制寄存器位位6： AD2TM：ADC2 跟蹤方式位跟蹤方式位0：一般跟蹤方式。：一般跟蹤方式。1：低功耗跟蹤方式。：低功耗跟蹤方式。上升沿啟動(dòng)上升沿啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換連續(xù)連續(xù)跟蹤跟蹤低功耗低功耗跟蹤跟蹤當(dāng)在低功耗跟蹤方式下用當(dāng)在低功耗跟蹤方式下用CNVSTR2 信號(hào)作為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)源時(shí)，只在信號(hào)作為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)源時(shí)，只在CNVSTR2 為為低電平時(shí)跟蹤，從低電平時(shí)跟蹤，從CNVSTR2 的上升沿開(kāi)始轉(zhuǎn)換。的上升沿開(kāi)始轉(zhuǎn)換。連續(xù)連續(xù)跟蹤跟蹤低功耗低功耗跟蹤跟蹤ADC2CN: ADC2 控制寄存器控制寄存

16、器位3-1： AD2CM2-0：ADC2 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)方式選擇轉(zhuǎn)換啟動(dòng)方式選擇AD2TM = 0：000：向AD2BUSY 寫1 啟動(dòng)ADC2 轉(zhuǎn)換。001：定時(shí)器3 溢出啟動(dòng)ADC2 轉(zhuǎn)換。010：外部CNVSTR2 上升沿啟動(dòng)ADC2 轉(zhuǎn)換。011：定時(shí)器2 溢出啟動(dòng)ADC2 轉(zhuǎn)換。1xx：向AD0BUSY 寫1 啟動(dòng)ADC2 轉(zhuǎn)換（與ADC0 軟件命令轉(zhuǎn)換同步）。AD1TM = 1：000：向AD2BUSY 寫1 時(shí)啟動(dòng)跟蹤并持續(xù)3 個(gè)SAR2 時(shí)鐘，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)換。001：定時(shí)器3 溢出啟動(dòng)跟蹤并持續(xù)3 個(gè)SAR2 時(shí)鐘，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)換。010：只有當(dāng)CNVSTR2 輸入為邏輯低電平時(shí)才啟動(dòng)A

17、DC2 跟蹤，在CNVSTR2上升沿開(kāi)始轉(zhuǎn)換。011：定時(shí)器2 溢出啟動(dòng)跟蹤并持續(xù)3 個(gè)SAR2 時(shí)鐘，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)換。1xx：向AD0BUSY 寫2 啟動(dòng)跟蹤并持續(xù)3 個(gè)SAR2 時(shí)鐘，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)換。見(jiàn)上見(jiàn)上2頁(yè)圖頁(yè)圖ADC2 可編程窗口檢測(cè)器可編程窗口檢測(cè)器ADC2 可編程窗口檢測(cè)器不停地自動(dòng)將可編程窗口檢測(cè)器不停地自動(dòng)將ADC2 的輸出與用戶編程的極限值進(jìn)行比的輸出與用戶編程的極限值進(jìn)行比較，并在檢測(cè)到越限時(shí)通知較，并在檢測(cè)到越限時(shí)通知CPU(申請(qǐng)中斷申請(qǐng)中斷)?？删幊檀翱跈z測(cè)器可以節(jié)省代碼空間和可編程窗口檢測(cè)器可以節(jié)省代碼空間和CPU 帶寬又能提供快速響應(yīng)時(shí)間。帶寬又能提供快速響應(yīng)時(shí)間。

18、窗口檢測(cè)器中斷標(biāo)志（窗口檢測(cè)器中斷標(biāo)志（ADC2CN 中的中的AD2WINT 位）是一個(gè)中斷源，位于特殊功位）是一個(gè)中斷源，位于特殊功能寄存器能寄存器ADC2CN中。中。AD2WINT置置1條件，下限之上，上限之下硬件自動(dòng)置條件，下限之上，上限之下硬件自動(dòng)置1ADC2CN: ADC2 控制寄存器控制寄存器位位0： AD2WINT：ADC2 窗口比較中斷標(biāo)志。窗口比較中斷標(biāo)志。該位必須用軟件清該位必須用軟件清0。0：自該標(biāo)志被清除后未發(fā)生過(guò)：自該標(biāo)志被清除后未發(fā)生過(guò)ADC2 窗口比較數(shù)據(jù)匹配。窗口比較數(shù)據(jù)匹配。1：發(fā)生了：發(fā)生了ADC0 窗口比較數(shù)據(jù)匹配。窗口比較數(shù)據(jù)匹配。單端方式下單端方式下(原碼原碼)的窗口檢測(cè)器舉例的窗口檢測(cè)器舉例這里假設(shè)這里假設(shè)上限上限ADC2LT=0 x20，下限下限ADC2GT=0 x10，(上限上限下限下限)。例子中，如果例子中，如果ADC2 轉(zhuǎn)換結(jié)果位于由轉(zhuǎn)換結(jié)果位于由ADC2GT 和和ADC2LT 定義的范圍之內(nèi)定義的范圍之內(nèi)(即即0 x10ADC20 x20)，則會(huì)產(chǎn)生，則會(huì)產(chǎn)生AD2WINT 中斷。中斷。下限之上，上限之下，中斷下限之上，上限之下，中斷單端方式下單端方式下(原碼原碼)的窗口檢測(cè)器舉例的窗口檢測(cè)器舉例這里假設(shè)這里假設(shè)上限上限ADC2LT=0 x10，下