Лекция 9. Источник опорного напряжения. Компараторы

ИСТОЧНИК ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Источник опорного напряжения состоит из стабильного (15 ppm/°С) генератора опорного напряжения напряжением 1,2 В и буферного усилителя с коэффициентом усиления 2. Таким образом, внутренний источник имеет опорное напряжение 2,4 В. Кроме того, при необходимости опорное напряжение может быть подано на внешний вывод. При этом ток с этого вывода на аналоговую землю AGND не должен превышать 200 мкА. Может также использоваться внешний источник опорного напряжения, которое подается на вывод VREF. При этом внутренний источник должен быть запрещен программно. Внешний источник не может превышать напряжение аналогового питания AV+ более чем на 0,3 В. Управление буферным усилителем и источниками опорного напряжения осуществляется через регистр управления опорным напряжением REF0CN. Бит BIASE регистра REF0CN разрешает работу опорной цепи для ADC и DAC, а бит REFBE осуществляет выбор источника. Если оба бита установлены, то аналоговые узлы используют внутренний источник опорного напряжения. Если используется внешний источник опорного напряжения, бит REFBE должен быть обнулен, а бит BIASE установлен. Если в системе не будут использоваться ни ADC, ни DAC, оба бита должны быть обнулены. Во многих микроконтроллерах имеется температурный датчик, подключенный к одному из входов мультиплексора. Бит ТЕМРЕ регистра REF0CN разрешает или запрещает работу этого датчика. Функциональная схема подсистемы источника опорного напряжения показана на рис. 9.1.

Рис. 9.1. Функциональная схема источника опорного напряжения

КОМПАРАТОРЫ

Различные семейства микроконтроллеров фирмы SiLabs могут иметь два (или один) аналоговых компаратора напряжения. Выходы каждого аналогового компаратора через коммутатор ресурсов Crossbar могут быть подключены к выводам микроконтроллера. Функциональная схема подсистемы компаратора представлена на рис. 9.2.

Каждый выход может работать как обычный выход или как выход с «открытым истоком». Величина гистерезиса каждого компаратора может задаваться программно через соответствующий регистр управления компаратором (Comparator control register) (CPTOCN, CPT1CN). Пользователь может не только программировать величину гистерезиса, но и его симметрию, положительную и отрицательную величину вокруг определенного заданного значения. Выходы компараторов могут опрашиваться программно или генерировать прерывания.

Рис. 9.2. Функциональная схема подсистемы компаратора

Каждый из компараторов может быть индивидуально разрешен или запрещен. Если компаратор запрещен, то его выход, назначенный на внешний вывод через коммутатор ресурсов Crossbar, переводится в состояние лог. 0, а для того, чтобы приостановить его прерывания, ток питания соответствующих цепей становится ниже 1 мкА. Входы компаратора 0 могут функционировать в диапазоне от —0,25 В до напряжения питания (AV+)+0,25B. Гистерезис компаратора 0 программируется установкой битов 3-0 регистра CPT0CN. Отрицательный гистерезис может быть задан установкой бита CP0HYN. На рис. 9.3 показано как устанавливаются гистерезисы.

Рис. 9.3. Установка гистерезисов компараторов

Имеются два флага, устанавливаемые по перепадам. Флаг CP0FIF устанавливается при отрицательном перепаде, а флаг CP0RIF — при положительном перепаде. Эти флаги устанавливаются аппаратно, а сбрасываются только ядром. Опрос состояния выхода компаратора может быть произведен в любой момент времени путем чтения бита CP0OUT. Следует помнить, что и выход, и прерывания будут запрещены после включения питания до разрешения работы компаратора путем установки бита CP0EN. Кроме того, следует иметь в виду, что значения на выходе компаратора стабилизируются в течение 20 мкс после установки бита CP0EN. Компаратор 0 может быть также запрограммирован как источник сброса, Операции с компаратором 1 идентичны операциям с компаратором 0 за исключением того, что компаратор 1 управляется регистром CPT1CN. Кроме того, компаратор 1 не может быть источником сброса.

Дата добавления: 2014-01-07