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ADC12

ADC12. Seminario de Computadores I. Introducción 1 ADC12. ¿Que Hace? Convierte valores de voltaje a palabras digitales. Características • Conversión de 12 bits. • Tasa de muestreo programable, con una máxima: 200 KHz. • Inicio de la conversión por software, o por temporizadores .

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  1. ADC12 Seminario de Computadores I

  2. Introducción 1 ADC12 • ¿Que Hace? • Convierte valores de voltaje a palabras digitales. • Características • • Conversión de 12 bits. • • Tasa de muestreo programable, con una máxima: 200 KHz. • • Inicio de la conversión por software, o por temporizadores . • • Término de la conversión genera interrupciones. • • Generación de referencias configurable por software. • • 8 canales de entrada, ademas de 4 señales internas. • 4 modos de adquisión. • • 16 registros de almacenamiento del resultado de la conversión. Seminario de Computadores I

  3. Introducción 2 ADC12 ¿Dónde está? Seminario de Computadores I

  4. Introducción 3 ADC12 Diagrama de bloques: Seminario de Computadores I

  5. Qué entrega el conversor: • Convierte en palabras de 12 bits los voltajes aplicados en sus canales, dentro de los rangos V+ y V-. • La conversión cumple la siguiente relación: • Obteniendose en memoria la representación binaria del número resultante. Introducción 4 ADC12 Seminario de Computadores I

  6. Introducción 5 ADC12 • Requerimientos para la operación: • Reloj (ADC12CLK) • Fuentes: • SMCLK • MCLK • ACLK • ADC12OSC • Con ADC12DIVx se puede dividir en un factor 1 a 8. Seminario de Computadores I

  7. Introducción 6 ADC12 • Canales • En un multiplexor se elige el canal que sera muestreado y convertido. • Se pueden (y deben) seleccionar mediante software. • Corresponden al P6. Seminario de Computadores I

  8. Introducción 7 ADC12 • Voltajes de referencia • Referencia interna: 2.5 o 1.5 [V]. • Referencia externa, tanto para V_ como V+. • Voltaje de polarización: 3.6 [V]. Seminario de Computadores I

  9. Introducción 8 ADC12 Muestreo y tiempos de conversión El ciclo de conversión se inicia con un canto de subida de SHI. Fuentes de esta señal: • Bit ADC12SC. • Etapa de salida 1 del Timer_A. • Etapa de salida 0 del Timer_B. • Etapa de salida 1 del Timer_B. La señal SAMPCON controla el período de muestreo y el inicio de la conversión. Existen dos modos de muestreo, que se setean con el bit SHP. Seminario de Computadores I

  10. Introducción 9 ADC12 • Captura extendida • En este modo, la señal SHI controla directamente a SAMPCON y define la longitud del período de muestreo. Seminario de Computadores I

  11. Introducción 10 ADC12 • Captura por pulso • La señal SHI es utilizada en este caso para disparar el temporizador de muestreo. • Bits SHTxx de ADC12CTL0 definen período de SAMPCON. • El tiempo total de muestreo es entonces tsample + tsync. Seminario de Computadores I

  12. Introducción 11 ADC12 • Consideraciones del tiempo de captura • El canal se puede modelar como un circuito RC pasabajos: Debe considerarse entonces como tiempo de muestreo: Reemplazando valores típicos, se obtiene un tsample mínimo de 4,33 [us] . Seminario de Computadores I

  13. ADC12 Seminario de Computadores I

  14. Registros 1 ADC12 • Caracteristicas: • 2 registros de configuración • 16 registros de almacenamiento • 3 registros para manejo de interrupciones. • 16 registros de control de conversión Seminario de Computadores I

  15. Registros 2 ADC12 ADC 12 Control Register 0 ADC12CTL0 SHT1x: Nº de ciclos en el periodo de muestreo para los registros desde ADC12MEM8 al ADC12MEM15 SHT0x: Nº de ciclos en el periodo de muestreo para los registros desde ADC12MEM0 al ADC12MEM7 MSC: Muestreo y conversion multiples 0 = se necesita canto positivo de SHI para cada muestreo 1 = se necesita canto positivo de SHI para primer muestreo Seminario de Computadores I

  16. Registros 3 ADC12 ADC 12 Control Register 0 ADC12CTL0 REF2_5V: Generador de voltaje referencia . 0 = 1,5[V] 1 = 2,5[V] REFON: Activa el generador de referencia ADC12ON: Habilita el ADC ADC12OVIE: Habilita la interrupción debido al Overflow en resultados ADC12TOVIE: Habilita la interrupción por TimeOverflow en la conversión ENC: Habilita la conversión ADC12SC: Inicia la conversión Seminario de Computadores I

  17. Registros 4 ADC12 ADC 12 Control Register 1 ADC12CTL1 CSTARTADDx: Indica en que registro de memoria (ADC12MEMx) iniciar la conversión SHSx: Fuente de reloj que inicia todo el ciclo de conversion ISSH: Invertir la señal Sample&Hold Seminario de Computadores I

  18. Registros 5 ADC12 ADC 12 Control Register 1 ADC12CTL1 SHP: Configura el modo del pulso del Sample&Hold. Configura el trigger de la señal de muestreo SAMPCON 0 captura extendida 1 captura por pulso ADC12SSELx: Origen del reloj ADC12CLK ADC12DIVx: Dividir el reloj ADC12CLK Seminario de Computadores I

  19. Registros 6 ADC12 ADC 12 Control Register 1 ADC12CTL1 CONSEQx: Modo de Conversión ADC12BUSY: Indica si el ADC esta ocupado realizando alguna operación 00 = 1 conversión, 1 canal 01 = Secuencia de canales 10 = Repetir un único canal 11 = Repetir secuencia de canales Seminario de Computadores I

  20. Registros 7 ADC12 ADC 12 Conversion Memory Register, ADC12MEMx Se almacenan los resutaldos de la conversión. Se emplean solo los bits 11 al 0 Seminario de Computadores I

  21. Registros 8 ADC12 ADC 12 Conversion Memory Control Register, ADC12MCTLx EOS: Fin de la secuencia SREFx: Seleccionar la referencia INCHx: Seleccionar el canal de entrada Seminario de Computadores I

  22. Registros 9 ADC12 ADC 12 Interrupt Enable Register, ADC12IE Habilita la petición de interrupciones por parte de ADC12IFGx. ADC 12 Interrupt Flag Register, ADC12IFG ADC12IFGx: Se ponen en 1 cuando al registro ADC12MEMx se le guarda una conversión Seminario de Computadores I

  23. Registros 10 ADC12 ADC 12 Interrupt Vector Register, ADC12IV ADC12IVx: Almacena el valor del vector de interrupciones Seminario de Computadores I

  24. ADC12 Seminario de Computadores I

  25. Memoria de conversión Funcionamiento 1 ADC12 • Existen 16 registros de memoria denominados ADC12MEMx. • Cada registro de memoria es asociado a los registros de control ADC12MCTLx. • -SREF indica la referencia a usar. • - INCHx selecciona el canal a convertir. • - EOS indica el termino de una secuencia, en el caso que se - ocupe una. • CSTARTADDx define el primer ADC12MEMx a ocupar en una secuencia. • Cuando un resultado es guardado en un ADC12MEMx, el correspondiente flag es seteado en el registro ADC12IFG. Seminario de Computadores I

  26. Modos de Conversión Funcionamiento 2 ADC12 Los modos de conversión son seteados mediante CONSEQx. Seminario de Computadores I

  27. Canal único, única conversión Funcionamiento 3 ADC12 ADC12 off X=CSTARTADDx ADC12ON ENC = 1 SHSx = 0 ADC12SC = Canal definido en ADC12MCTLx SAMPCOM = 1 x ADC12CLK 12 x ADC12CLK Resultado guardado en ADC12MEMx, ADC12IFGx es seteado Conversión Seminario de Computadores I

  28. Canal único, única conversión Funcionamiento 3 ADC12 ADC12 off X=CSTARTADDx ADC12ON Wait trigger ENC ENC = 1 SHSx = 0 ADC12SC = Canal definido en ADC12MCTLx SAMPCOM = SAMPCOM = 1 x ADC12CLK 12 x ADC12CLK Resultado guardado en ADC12MEMx, ADC12IFGx es seteado Conversión Seminario de Computadores I

  29. Secuencia de canales Funcionamiento 4 ADC12 ADC12 off X=CSTARTADDx EOS.x = 1 ADC12ON ENC = 1 SHSx = 0 ADC12SC = Canal definido en ADC12MCTLx MSC = 1 SHP = 1 EOS.x = 0 If x<15 then x = x+1 Else x = 0 SAMPCOM = 1 x ADC12CLK 12 x ADC12CLK Resultado guardado en ADC12MEMx, ADC12IFGx es seteado Conversión Seminario de Computadores I

  30. Secuencia de canales Funcionamiento 4 ADC12 ADC12 off X=CSTARTADDx EOS.x = 1 ADC12ON Wait trigger ENC ENC = 1 SHSx = 0 ADC12SC = Canal definido en ADC12MCTLx SAMPCOM = MSC = 0 O SHP = 0 Y EOS.x = 0 If x<15 then x = x+1 Else x = 0 MSC = 1 SHP = 1 EOS.x = 0 If x<15 then x = x+1 Else x = 0 SAMPCOM = 1 x ADC12CLK 12 x ADC12CLK Resultado guardado en ADC12MEMx, ADC12IFGx es seteado Conversión Seminario de Computadores I

  31. Repetición de canal único Funcionamiento 5 ADC12 ADC12 off ADC12 off X=CSTARTADDx X=CSTARTADDx ENC = 0 ADC12ON ENC = 1 SHSx = 0 ADC12SC = Canal definido en ADC12MCTLx Canal definido en ADC12MCTLx MSC = 1 SHP = 1 ENC = 1 SAMPCOM = 1 x ADC12CLK 1 x ADC12CLK 12 x ADC12CLK 12 x ADC12CLK Resultado guardado en ADC12MEMx, ADC12IFGx es seteado Resultado guardado en ADC12MEMx, ADC12IFGx es seteado Conversión Conversión Seminario de Computadores I

  32. Repetición de canal único Funcionamiento 5 ADC12 ADC12 off ADC12 off X=CSTARTADDx X=CSTARTADDx ENC = 0 ADC12ON Wait trigger ENC ENC = 1 SHSx = 0 ADC12SC = Canal definido en ADC12MCTLx Canal definido en ADC12MCTLx SAMPCOM = MSC = 0 O SHP = 0 Y ENC = 1 MSC = 1 SHP = 1 ENC = 1 SAMPCOM = 1 x ADC12CLK 1 x ADC12CLK 12 x ADC12CLK 12 x ADC12CLK Resultado guardado en ADC12MEMx, ADC12IFGx es seteado Resultado guardado en ADC12MEMx, ADC12IFGx es seteado Conversión Conversión Seminario de Computadores I

  33. Repetición Secuencia de canales Funcionamiento 6 ADC12 ADC12 off X=CSTARTADDx EOS.x = 1 ENC = 0 ADC12ON ENC = 1 SHSx = 0 ADC12SC = Canal definido en ADC12MCTLx Canal definido en ADC12MCTLx MSC = 1 SHP = 1 ENC = 1 o EOS.x = 0 If EOS.x = 1 then x = CSTARTADDx Else {If x<15 then x = x+1 Else x = 0} SAMPCOM = 1 x ADC12CLK 1 x ADC12CLK 12 x ADC12CLK Resultado guardado en ADC12MEMx, ADC12IFGx es seteado Resultado guardado en ADC12MEMx, ADC12IFGx es seteado Conversión Conversión Seminario de Computadores I

  34. Repetición Secuencia de canales Funcionamiento 6 ADC12 ADC12 off X=CSTARTADDx EOS.x = 1 ENC = 0 ADC12ON Wait trigger ENC ENC = 1 SHSx = 0 ADC12SC = SAMPCOM = Canal definido en ADC12MCTLx Canal definido en ADC12MCTLx MSC = 1 SHP = 1 ENC = 1 o EOS.x = 0 If EOS.x = 1 then x = CSTARTADDx Else {If x<15 then x = x+1 Else x = 0} MSC = 1 SHP = 1 ENC = 1 o EOS.x = 0 If EOS.x = 1 then x = CSTARTADDx Else {If x<15 then x = x+1 Else x = 0} SAMPCOM = 1 x ADC12CLK 1 x ADC12CLK 12 x ADC12CLK Resultado guardado en ADC12MEMx, ADC12IFGx es seteado Resultado guardado en ADC12MEMx, ADC12IFGx es seteado Conversión Conversión Seminario de Computadores I

  35. Funcionamiento 7 ADC12 Interrupción de la conversión • (00) Para interrumpir la conversión, se debe resetear el bit ENC haríaterminar inmediatamente la conversión, lo que implicaría que el resultado de la conversión no seria confiable. • (01) Para interrumpir la conversión se debe resetear el bit ENC terminaría la conversión al final de la secuencia. • (10) Para interrumpir la conversión se debe resetear el bit ENC terminaría la conversión al final de ésta. • (11) Las sucesivas conversiones terminan cuando ENC es igual a 0 y EOS = 1, lo que hace terminar la conversión al final de la secuencia. Seminario de Computadores I

  36. Sensor integrado de temperatura Funcionamiento 8 ADC12 • Se debe seleccionar la entrada analoga INCHx=1010. • La temperatura se encuentra relacionada con el voltaje de entrada mediante el siguiente grafico. Vtemp = 0.00355Tempc+0.986 Seminario de Computadores I

  37. Interrupciones Funcionamiento 9 ADC12 • El ADC12 posee 18 recursos de interrupción. • * ADC12IFG0-ADC12IFG15 • * ADC12OV, ADC12MEMx overflow • * ADC12TOV, ADC12 conversion time overflow Seminario de Computadores I

  38. ADC12IV, Vector generador de interrupción Funcionamiento 10 ADC12 • Vector único de interrupciones. • En éste las interrupciones son priorizadas y combinadas. • Las interrupciones ADC12TOV y ADC12OV son reseteadas automáticamente con cualquier acceso a este registro, en el caso que tenga cualquiera de estas la mayor prioridad. • Las interrupciones originadas por ADC12IFGx son seteadas una vez que se hayan leido los datos de los registros de memoria ADC12MEMx correspondiente. • Si otra interrupción queda pendiente después del servicio de interrupción otra interrupción es generada. Seminario de Computadores I

  39. ADC12 Seminario de Computadores I

  40. Inicialización Secuencial Programación 1 ADC12 void ADC_INIT_SIMPLE(void) { P6SEL |= 0x00FF; //8 lsb Puerto 6 para conversor ADC12 P6DIR &= 0xFF00; //8 lsb Puerto 6 como entradas (analogas) ADC12CTL0 &= ~ENC; //deshabilita conversion ADC12CTL0 = SHT1_15 | SHT0_15 | ADC12ON; ADC12CTL1 = CSTARTADD_0 | SHS_0 | SHP | ADC12DIV_7 | ADC12SSEL_2 | CONSEQ_0; ADC12MCTL0 = SREF_0; ADC12IE = 0x00; //Deshabilitadas las interrupciones (bits ADC12IEx) para todos los ADC12MCTLx ADC12CTL0 |= ENC; // habilita conversión } Seminario de Computadores I

  41. Programación 2 ADC12 DetalleInicializaciónSimple ADC12CTL0 = SHT1_15 | SHT0_15 | ADC12ON; //SHT1x = 0x0F => Tiempo de Sample and Hold para canales ADC 8 a 15 = 1024 ciclos ADC12CLK //SHT0x = 0x0F => Tiempo de Sample and Hold para canales ADC 0 a 7 = 1024 ciclos ADC12CLK //MSC no importa, sólo válido para conversiones múltiples o repetitivas //REF2_5V no importa si REFON = 0 //REFON = 0, referencia interna apagada //ADC12ON = 1 => Conversor ADC12 encendido //ADC12OVIE = 0 => NO se utiliza Interrupcion de overflow de memoria del ADC12 //ADC12TOVIE deshabilitado //ENC = 0 => Conversion Deshabilitada, para poder modificar el siguiente registro //ADC12SC = 0 => No se inicia conversión

  42. Programación 3 ADC12 DetalleInicializaciónSimple ADC12CTL1 = CSTARTADD_0 | SHS_0 | SHP | ADC12DIV_7 | ADC12SSEL_2 | CONSEQ_0; //CSTARTADDx = 0 => Conversión dado por los argumentos del registro ADC12MCTL0 y por lo tanto resultado aparece en ADC12MEM0 //SHSx = 0 => Sample and Hold Source = ADC12SC bit //SHP = 1 => Canto de bajada del SHI "NO" detiene el ciclo de "Captura" de la señal de entrada. //ISSH = 0 => Polaridad normal del SHI //ADC12DIVx = 7 => ADC12 clock divider = /8 => ADC12 clock = 1MHz //ADC12SSELx = 2 => ADC12 Clock = MCLK //CONSEQx = 0 => MODO DEL ADC12: Una única conversión, un único canal

  43. Programación 4 ADC12 DetalleInicializaciónSimple ADC12MCTL0 = SREF_0; //EOS no importa, Indica la última conversión en una secuencia cuando modo ADC12 = cíclico o secuencia. //SREF_x = 0 => Referencia de voltaje VR+ = AVcc y VR- = AVss, es decir, VR+ = 3.6[V] y VR- = 0[V] //INCHx = 0 => Parte con canal 0 seleccionado como entrada al ADC12 ADC12IE = 0x00; //Deshabilitadas las interrupciones (bits ADC12IEx) para todos los ADC12MCTLx ADC12CTL0 |= ENC; // habilita conversión }

  44. Conversión Simple Programación 5 ADC12 int conversion(CANAL) { ADC12CTL0 &= ~ENC; //deshabilita conversion para realizar cambios ADC12MCTL0 &= 0xFFF0; //borra INCHx ADC12MCTL0 |= (CANAL & 0x0F); //Selecciona el canal a convertir ADC12CTL0 |= ENC; //habilita conversión ADC12CTL0 |= ADC12SC; //inicia conversión while (ADC12CTL0 & ADC12SC); //espera término de la conversión, o sea espera que bit ADC12SC = 0 return ADC12MEM0; } Seminario de Computadores I

  45. Programación 6 ADC12 Inicialización Secuencial void ADC_INIT_SEQ(void) { P6SEL |= 0x00FF; P6DIR &= 0xFF00; ADC12CTL0 &= ~ENC; //Para poder hacer cambios en los registros ADC12CTL0 = SHT1_15 | SHT0_15 | ADC12ON | MSC; //MSC =1 => Cada conversión se realiza apenas la anterior haya terminado ADC12CTL1 = CSTARTADD_0 | SHS_0 | SHP | ADC12DIV_7 | ADC12SSEL_2 | CONSEQ_1; //CONSEQx = 1 => MODO DEL ADC12: Secuencia de canales. ADC12MCTL0 = SREF_0; ADC12MCTL1 = SREF_0; ADC12MCTL2 = SREF_0; ADC12MCTL3 = SREF_0 | EOS;// último canal de la secuencia ADC12IE = 0x00; ADC12CTL0 |= ENC; // habilita conversión }

  46. Programación 7 ADC12 Conversión Secuencial void CONV_ADC_SEQ(int CH1,CH2,CH3,CH4) { ADC12CTL0 &= ~ENC; ADC12MCTL0 &= 0xFFF0; ADC12MCTL1 &= 0xFFF0; ADC12MCTL2 &= 0xFFF0; ADC12MCTL3 &= 0xFFF0; ADC12MCTL0 |= (CH1 & 0x0F);//Selecciona 1º canal a convertir ADC12MCTL1 |= (CH2 & 0x0F);//Selecciona 2º canal ADC12MCTL2 |= (CD3 & 0x0F);//Selecciona 3º canal ADC12MCTL3 |= (CH4 & 0x0F);//Selecciona 4º canal ADC12CTL0 |= ENC; ADC12CTL0 |= ADC12SC; while (ADC12CTL0 & ADC12SC); ResultadoADC[0]=ADC12MEM0; //Los resultados de la conversión ResultadoADC[1]=ADC12MEM1; //se almacenan en variables globales ResultadoADC[2]=ADC12MEM2; ResultadoADC[3]=ADC12MEM3; }

  47. ¿Preguntas? ADC12 ¿¿¿Preguntas??? “Los verdaderos programadores no hablan de su código.Fue difícil escribirlo, y aún más entenderlo.” Seminario de Computadores I

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