微算機 Lab10 - A/D Convertor

修改自去年教材謝謝學長
歡迎各位利用註解形式補充以及討論，但請避免貼上完整的程式碼。IanSung

工作原理

• 詳細可參考 ADC - 成大資工 wiki 的前面一兩章

以下簡要說明：
ADC 主要的功能是將類比訊號轉成數位訊號(其實裡面就是很多電壓比較器)，在本次 lab 中，ADC 會把輸入的電壓(類比)轉換成數字的形式。不會一直射敵人
幾個重要的參數：VREF+ / VREF- / resolution

• VREF+：作為上界的參考電壓，若輸入電壓為此值則輸出為最大值
• VREF-：作為下界的參考電壓，若輸入電壓為此值則輸出為最小值
• resolution：ADC 的解析度，若為 10bit 代表輸出從 0 ~ 1023

e.g. VREF- = 0V, VREF+ = 10V
10 bit resolution -> range = [0, 1023]
0V -> 0
5V -> 511
10V -> 1023

ADC 分為幾個階段：
Acquisition -> Convertion -> Discharge(wait before next acquisition) -> Idle until you set GODONE bit -> Acquisition

A/D conversion clock(ADC 的工作週期)

• $T_{AD}$ (A/D Conversion time per bit)
  • $T_{AD}$ 愈小愈好，但是要大於最小
    $T_{AD}$

假設今天的頻率 (

$F_{OSC}$) 是 2.86 MHz, 則周期 (

$T_{OSC}$)會是

$\frac{1}{2.86\times {10}^6}\approx 0.35\mu s$，為了滿足最低 A/D Clock period (

$0.7\mu s$), 我們要把 conversion clock (

$T_{AD}$) 設成兩倍的

$T_{OSC}$

Acquisition time

Left/Right justified

Source

ADC Module

Input

• AN0~AN12

Note: 使用 ADC 的同時若發現其他 PORT 的 input 值怪怪的也許是誤把那些 PORT 設成 analog input (參考 ADCON1)

ADCON0

ADCON1

ADCON2

Workflow 重要

1. Configure the A/D module:

• Select VREF (ADCON1.VCFG0, ADCON1.VCFG1)
• Select A/D port control(ADCON1.PCFG)
• Select A/D input channel (ADCON0.CHS)
• Select A/D conversion clock (ADCON2.ADCS)
• Select A/D acquisition time (ADCON2.ACQT)
• Turn on A/D module (ADCON0.ADON)
• Select justified method (ADCON2.ADFM)

3. Configure A/D interrupt:

• Clear ADIF bit
• Set ADIE bit
• Set GIE bit
• Select IPEN bit
• Configure ADIP bit

5. Start conversion, set ADCON0.GODONE bit
6. Wait for A/D acquisition&conversion complete
   (Wait for the A/D interrupt)
7. Read A/D Result registers (ADRESH:ADRESL).
8. For next conversion, clear ADIF for next interrupt, set GODONE again for next acquisition&convert. The A/D conversion time per bit is defined as TAD. A minimum wait of 2 TAD is required before the next acquisition starts.

Variable resistor

左右一邊接 5V，一邊接地，中間接 Analog 輸入