单片机控制技术教程单片机控制技术教程第七章第七章 A/DA/D转换与温度传感器应用转换与温度传感器应用高职高专电子课件任务完成过程任务完成过程明确任务明确任务明确任务明确任务/ / / /获取信息获取信息获取信息获取信息制定计划制定计划制定计划制定计划做出决定做出决定做出决定做出决定实施计划实施计划实施计划实施计划检查控制检查控制检查控制检查控制评定反馈评定反馈评定反馈评定反馈明确任务学习领域项目描述：学习领域项目描述： 利用现有实训设备上的5伏电位器输出的连续模拟量，单片机P0口任意位经交叉开关定义为模拟量输入位，通过A/D转换成为数字量，根据该数字量，实时调整PWM波输出占空比，输出直流电机的连续变化转速。我们将了解到ADC0ADC0是如何启动转换的，有几种是如何启动转换的，有几种启动方式启动方式启动方式启动方式。如何设置如何设置AMX0CF: AMUX0SLAMX0CF: AMUX0SL选择输入口选择输入口选择输入口选择输入口位置。位置。如何选择如何选择单一输入方式单一输入方式单一输入方式单一输入方式或或差分方式差分方式差分方式差分方式进行转换。进行转换。1212位位ADC0ADC0 12位ADC0结构 ADC0 ADC0 ADC0 ADC0 子系统包括子系统包括子系统包括子系统包括: : : : 9 9 9 9 通道的可编程通道的可编程通道的可编程通道的可编程模拟多路选择器模拟多路选择器模拟多路选择器模拟多路选择器 可编程增益放大可编程增益放大可编程增益放大可编程增益放大器器器器 PGA0 12 12 12 12 位分辨率的逐位分辨率的逐位分辨率的逐位分辨率的逐次逼近寄存器型次逼近寄存器型次逼近寄存器型次逼近寄存器型ADCADCADCADCAMUX0PGA0ADCADC0 启动转换启动转换的启动转换的4 种方式 1 1 1 1向向向向ADC0CN ADC0CN ADC0CN ADC0CN 的的的的AD0BUSY AD0BUSY AD0BUSY AD0BUSY 位写位写位写位写1 1 1 1； 2 2 2 2定时器定时器定时器定时器3 3 3 3 溢出（即定时的连续转换）；溢出（即定时的连续转换）；溢出（即定时的连续转换）；溢出（即定时的连续转换）； 3 3 3 3外部外部外部外部ADC ADC ADC ADC 转换启动信号的上升沿，转换启动信号的上升沿，转换启动信号的上升沿，转换启动信号的上升沿，CNVSTRCNVSTRCNVSTRCNVSTR； 4 4 4 4定时器定时器定时器定时器2 2 2 2 溢出（即定时的连续转换）。溢出（即定时的连续转换）。溢出（即定时的连续转换）。溢出（即定时的连续转换）。 由由由由ADC0CN ADC0CN ADC0CN ADC0CN 中的中的中的中的ADC0 ADC0 ADC0 ADC0 启动转换方式位（启动转换方式位（启动转换方式位（启动转换方式位（AD0CM1AD0CM1AD0CM1AD0CM1，AD0CM0AD0CM0AD0CM0AD0CM0） 的状态决定。的状态决定。的状态决定。的状态决定。关于AMUX0关于关于AMUX0:AMUX0: AMUX AMUX 中的中的8 8 个通道用于外部测量，而第九个通道用于外部测量，而第九通道在内部被接到片内温度传感器通道在内部被接到片内温度传感器 。 可以将可以将AMUX AMUX 输入对编程为工作在差分或单输入对编程为工作在差分或单端方式。端方式。 关于AMUX0与AMUX 相关的寄存器：通道选择寄存器AMX0SL 和配置寄存器AMX0CF 通道选择寄存器通道选择寄存器AMX0SLAMX0CF 配置寄存器AMX0CF 位位0 AIN01IC0 AIN01IC： 0: AIN0 和AIN1 为独立的单端输入 1: AIN0, AIN1 为+, -差分输入对 其他位同样是对AIN2至AIN7相应输入对的配置AMX0CF和AMX0SL的配置结果请参见教材： 图7.6 AMUX0SL: AMUX0 通道选择寄存器(C8051F020/1)AMX0CF 与 AMX0SL 配合选择通道ADC0CF 寄存器 ADC0CF ADC0CF 寄存器寄存器位位7-37-3： AD0SC4-0: ADC0 SAR AD0SC4-0: ADC0 SAR 转换时钟周期控制位转换时钟周期控制位位位2-02-0： AMP0GN2-0: ADC0 AMP0GN2-0: ADC0 内部放大器增益（内部放大器增益（PGAPGA） 000: 000: 增益增益 = 1= 1 001: 001: 增益增益 = 2= 2 010: 010: 增益增益 = 4= 4 011: 011: 增益增益 = 8= 8 10x: 10x: 增益增益 = 16= 16 11x: 11x: 增益增益 = 0.5= 0.5见参考书中图7.7 ADC0CF: ADC0 配置寄存器(C8051F020/1) ADC0CN: ADC0控制器位位 7 7： AD0EN AD0EN：ADC0 ADC0 使能位。使能位。 0 0：ADC0ADC0禁止。禁止。ADC0 ADC0 停机停机 1 1：ADC0ADC0使能。使能。ADC0 ADC0 准备转换数据。准备转换数据。位位 6 6： AD0TMAD0TM：ADC ADC 跟踪方式位跟踪方式位 0 0 ：当：当ADCADC被使能时，除转换期间外始终处于跟踪状态。被使能时，除转换期间外始终处于跟踪状态。 1 1 ：由：由ADSTM1-0ADSTM1-0定义跟踪方式。定义跟踪方式。位位 5 5： AD0INTAD0INT：ADC0 ADC0 转换结束中断标志。转换结束中断标志。 0 0：ADC0ADC0没有完成数据转换。没有完成数据转换。 1 1：ADC ADC 完成一次数据转换。完成一次数据转换。ADC0CNADC0CN低功耗逐次逼近寄存器(SAR)ADC ADC0CN: ADC0控制器 位位4 4： AD0BUSYAD0BUSY：ADC0ADC0忙标志位忙标志位 读读 0 0：ADC0ADC0转换结束或当前没有正在转换数据。转换结束或当前没有正在转换数据。 1 1：ADC0ADC0正在进行转换。正在进行转换。 写写 0:0:无作用无作用 1 1：若：若ADSTM1-0=00bADSTM1-0=00b则启动则启动ADC0ADC0转换。转换。 位位3-23-2：ADC0CM1-0ADC0CM1-0：ADC0ADC0转换启动方式选择。转换启动方式选择。 位位1 1： AD0WINT:ADCAD0WINT:ADC窗口比较中断标志。窗口比较中断标志。 位位0 0： AD0LJSTAD0LJST：ADC0 ADC0 数据左对齐选择。数据左对齐选择。 ADC0CNADC0CNADC 数据寄存器当当AD0LJST0： ADC0H的位3-0 是12 位ADC0 数据字的高4 位。 ADC0L位7-0 是12 位ADC 数据字的低8 位。当当AD0LJST1：位7-0 为12 位ADC0 数据字的高8 位。 ADC0H位7-0 为12 位ADC0 数据字的高8 位。 ADC0L位7-4 是12 位ADC 数据字的低4 位。ADC0H:ADC0L:ADC 数据寄存器 注意：注意：注意：注意：AD0LJST0时，如果是差分输入，ADC0H7:4为ADC0H.3 的符号扩展位。假设侧得的电压为-VREF x (1/2048) 那么ADC中存储的数据为0xFFFF1111111111111111 “-1”的补码符号扩展位ADC 数据寄存器转换值计算公式：转换值计算公式： 转换代码转换代码= = Vin Vin ( (Gain /VREF)Gain /VREF) 2 2n n ；单端方式时；单端方式时 n = 12n = 12；差分方式时；差分方式时n = 11n = 11。ADC0 可编程窗口检测器 ADC0 ADC0 可编程窗口可编程窗口检测器不停地将检测器不停地将ADC0 ADC0 输出与用户输出与用户编程的极限值进编程的极限值进行比较，并在检行比较，并在检测到越限条件时测到越限条件时通知系统控制器。通知系统控制器。窗口检测器中断窗口检测器中断标志（标志（ADC0CN ADC0CN 中中的的AD0WINT AD0WINT 位）位）也可被用于查询也可被用于查询方式。方式。ADC0CN响应区响应区响应区响应区设定值1设定值2响应区设定值1设定值2ADC0 可编程窗口检测器 窗口检测器标志既可以在测量数据位于用户编程的极限值以内时有效，也可以在测量数据位于用户编程的极限值以外时有效，这取决于ADC0GTx 和ADC0LTx 寄存器的编程值。