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賽普拉斯PSoC4芯片揭秘:玩轉SAR ADC模塊

作者: 時間:2013-11-05 來源:網絡 收藏
DC特色功能

  除了具有AD模塊基本功能之外,PSoC4 還包含一些獨具特色的功能。

  靈活的觸發信號

  PSoC4 支持硬件信號觸發采樣,該信號可以是通過GPIO輸入的外部信號,也可以是內部模塊產生的信號。由于PSoC4具有靈活的可配置結構和豐富的內部資源,因此內部信號觸發在設計中極為實用,例如,比較器的輸出觸發SAR在特定信號點采樣,定時器計數器溢出信號觸發SAR在特定時間點采樣,或者外部信號輸入后經過PSoC4通用數字模塊(UDB)處理,針對特定輸入信號觸發SAR采樣。

  圖5提供了一個設計實例,該例子中定時器(Timer)的計數器溢出信號觸發了SAR ADC的采樣,圖6是該設計工作時的波形。此設計可以在指定的時間點對輸入通道采樣,定時器計數值的重新裝載由硬件實現,采樣通道切換由SAR的多路器硬件實現,全過程僅在采樣數據讀取時需要軟件參與,從而節省大量的CPU運行時間。

  賽普拉斯PSoC4芯片揭秘:玩轉SAR ADC模塊

  圖5:設計實例:使用定時器的計數器溢出觸發SAR ADC

  圖6:硬件觸發信號工作波形

  圖6:硬件觸發信號工作波形

  采樣值范圍比較

  PSoC4 SAR提供了硬件級別的采樣值范圍比較。通過設定一個最大值,一個最小值,SAR可以對每一個通道的采樣值進行快速的范圍比較,一旦發現采樣結果超出了給定數值范圍,一個范圍越界的中斷會立即產生,從而觸發SAR的中斷服務程序。如圖7所示,范圍比較模式有四種選項,采樣值小于最小值,采樣值大于最大值,采樣值在二者之間,和采樣值在二者之外。結合每個通道的中斷屏蔽寄存器,可以針對選定的通道實現快速范圍比較。

  賽普拉斯PSoC4芯片揭秘:玩轉SAR ADC模塊

  圖7:SAR配置 - 采樣值范圍比較

  獨立的通道配置寄存器

  PSoC4 SAR為每一個輸入通道提供了一組獨立的配置寄存器,可以使得通道屬性存在不同,如圖8所示的3通道采樣,第一個通道采用差分輸入,結果存為12位,信號獲取時間增加1微秒(單獨設置的A clks),并且對采樣結果進行范圍比較;其余兩個通道為單端輸入,結果存為8位(可選分辨率ALT),使用默認信號獲取時間,無需對采樣結果進行范圍比較。這種獨立的通道配置寄存器能夠更好的滿足實際應用中多變的需求,減少工程師對于瑣碎控制邏輯的關注,從而實現產品的核心功能。

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  圖8:SAR配置 – 不同通道配置的多通道采樣

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