Файл: Семейство микроконтроллеров MSP430X1XX, руководство пользователя (2004).pdf

•Программное управление входным буфером порта

•Возможность прерывания

•Настраиваемый генератор опорного напряжения

•Возможность выключения компаратора и опорного генератора

16.2.Функционирование компаратора А

Модуль компаратора А конфигурируется программным обеспечением пользователя. Настройка и работа компаратора А обсуждаются в следующих далее разделах.

16.2.1. Компаратор

Компаратор сравнивает аналоговые напряжения на входах «+» и «-». Если вход «+» более положителен, чем вход «-», на выходе компаратора CAOUT появляется сигнал высокого уровня. Компаратор может быть включен или выключен с помощью управляющего бита CAON. Если компаратор не используется, для уменьшения потребляемого тока его необходимо выключать. Когда компаратор выключен, на выходе CAOUT всегда сигнал низкого уровня.

16.2.2. Входные аналоговые переключатели

Аналоговые входные переключатели подключают или отключают два входа компаратора от соответствующих выводов порта с помощью битов P2CAx. Оба входа компаратора могут управляться индивидуально. Биты P2CAx позволяют:

•Подключать внешние сигналы к входам «+» и «-» компаратора

•Подключать внутреннее опорное напряжения к соответствующему выходному выводу порта

Внутренне входной переключатель выполнен как переключатель Т-типа для уменьшения искажений на пути прохождения сигнала.

Примечание: Подключение входа компаратора

Когда компаратор включен, его входы должны быть подключены к источнику сигнала, источнику питания или к общему выводу. В противном случае плавающие уровни напряжения могут вызвать неожиданные прерывания и повышенное потребление тока.

Бит CAEX управляет входным мультиплексором, определяющим, какие входные сигналы будут подключены к входам «+» и «-» компаратора. Кроме того, когда входы компаратора меняются друг с другом, выходной сигнал компаратора инвертируется. Это позволяет пользователю учитывать и компенсировать входное напряжение сдвига компаратора.

MSP430x1xxFamily

16.2.3. Выходной фильтр

Выход компаратора может использоваться как с внутренней фильтрацией, так и без неё. Когда управляющий бит CAF установлен, выход фильтруется с помощью интегрированного RC-фильтра.

Выход любого компаратора беспорядочно генерирует, если разность потенциалов на его входах мала. Внутренние и внешние паразитные эффекты, перекрестная связь при включении и между сигнальными линиями, линиями питания и другими частями системы оказывают влияние на эту генерацию, как показано на рис. 16-2. Колебания на выходе компаратора снижают точность и разрешающую способность результата сравнения. Использование выходного фильтра может уменьшить ошибки, связанные с генерацией компаратора.

Вход +

Выход компаратора CAOUT без фильтра

Выход компаратора CAOUT с фильтрацией

Рис. 16-2. Действие RC-фильтра на выходе компаратора

16.2.4. Генератор опорного напряжения

Генератор опорного напряжения используется для генерации напряжения VCAREF, которое может быть приложено к любому из входов компаратора. Бит CAREFx управляет выходом генератора напряжения. Бит CARSEL определяет вывод компаратора, к которому будет приложено напряжение VCAREF. Если внешние сигналы приложены к обоим входам компаратора, внутренний опорный генератор необходимо выключить, чтобы уменьшить величину потребляемого тока. Генератор опорного напряжения может вырабатывать напряжение, пропорционально уменьшенное относительно напряжения питания устройства VCC или фиксированное пороговое напряжение транзистора около 0,55 В.

16.2.5. Компаратор А, регистр отключения порта CAPD

Функции ввода и вывода компаратора мультиплексированы с соответствующими ножками порта ввода/вывода, которые являются цифровыми КМОП-схемами. Когда аналоговые сигналы подключаются к цифровым КМОП-элементам, может появиться паразитный ток между VCC и общим выводом. Этот паразитный ток появляется в случае, если величина входного напряжения находится около переходного уровня ячейки. Отключение буфера вывода порта устраняет паразитный ток и приводит с снижению общего потребления тока.

Когда биты CAPDx установлены, соответствующий входной буфер P2 отключается, как показано на рис. 16-3. Когда величина уровня потребления тока критична, любой вывод P2, подключенный к аналоговым сигналам, должен быть отключен с помощью соответствующего бита CAPDx.

Рис. 16-3. Переходная характеристика и рассеивание мощности

винверторе/буфере КМОП

16.2.6.Прерывания компаратора А

Скомпаратором А связан один флаг прерывания и один вектор прерывания, как показано на рис. 16-4. Флаг прерывания CAIFG устанавливается по любому фронту (нарастающему или спадающему) сигнала на выходе компаратора, что определяется битом CAIES. Если установлены оба бита CAIE и GIE, флаг CAIFG генерирует запрос прерывания. Флаг CAIFG автоматически сбрасывается, когда обрабатывается запрос прерывания или может быть сброшен программным обеспечением.

Рис. 16-4. Система прерывания компаратора А

16.2.7. Использование компаратора А для измерения сопротивления элементов

Компаратор А можно оптимизировать для высокоточного измерения резистивных элементов с помощью аналого-цифрового преобразования с одиночным интегрированием. К примеру, температура может быть преобразована в цифровые данные с помощью термистора путем сравнения времен разряда конденсатора, подключаемого сначала к термистору, а затем к опорному резистору, как показано на рис. 16-5. Сопротивление опорного резистора Rref сравнивается с Rmeas.