======Измерение времени преобразования АЦП в МК 1886ВЕ61У======
Программа для МК 1886ВЕ61У TimeADC, позволяющая измерить время преобразования, приведена в [[https://drive.google.com/uc?authuser=0&id=1hJqRb0f0H4yqQHG4fiGYEQ0oBB4PRcn0&export=download|архиве]], вместе с таблицей Excel, необходимой для расчётов.
Модуль АЦП может работать в спящем режиме микроконтроллера (SLEEP), при этом в качестве источника тактовых импульсов для АЦП должен быть выбран внутренний RC генератор. В случае выбора другого источника тактирования, АЦП при переходе в режим SLEEP прервёт преобразование и выключится.
Частота внутреннего RC генератора не обладает высокой точностью и зависит от температуры, напряжения питания, технологического разброса и прочих факторов. Поэтому в общем случае время преобразование, зависящее от частоты RC генератора, должно измеряться при определённых условиях для каждого МК отдельно.
Согласно спецификации, для достоверного аналогово-цифрового преобразования источник импульсов должен иметь период (TAD) не менее 1,6 мкс и не более 8 мкс. Встроенный RC генератор обеспечивает выполнение этого условия, однако точный период не нормируется.
Методика измерения времени преобразования, а соответственно и периода тактирования внутреннего RC генератора, приведена ниже. Для измерения понадобится отладочная плата на МК 1886ВЕ61У, программатор и осциллограф. Программа приведена в архиве выше. Здесь будет рассмотрен только основной цикл выполнения преобразования.
=====Методика измерения времени преобразования АЦП=====
1. Подключить программатор к плате и загрузить программу TimeADC в МК с помощью среды разработки IDE1886.
2. Отключить программатор, подключить питание к плате, подключить осциллограф к выводу PD2 и запустить выполнение программы.
3. Измерить длительность 5 различных импульсов.
4. Внести полученные значения в таблицу Excel, получить значения преобразования АЦП и частоты тактирования RC генератора.
===== Описание методики измерения=====
Для определения времени преобразования модуля АЦП в программе проводится 5 различных циклов по 20 аналогово-цифровых преобразований. На время каждого цикла подаётся логическая 1 на вывод PD2. Длительность этого импульса можно легко измерить с помощью осциллографа.
Время одного преобразования состоит из двух времён: времени преобразования (tпреобр) и задержки до начала следующего преобразования (tзадержки > 2*TAD). Общее измеренное время цикла:
tизм=(tпреобр + tзадержки)*20
Листинг цикла преобразований АЦП:
MOVLB Bank1
BCF DDRD,2 ; установить на выход
BSF PORTD,2 ; включение порта PORTD, 2=1
MOVLB 06H ; переход в банк 6
GOTO ACP1
;******************************************************************************
ORG 30H ; пропускаем область прерываний
;******************************************************************************
ACP1:
MOVFP Loop, Capas ; Capas = Loop;
Chold: DECFSZ Capas,1 ; задержка до начала преобразования tзадержки
GOTO Chold
BSF ADCON0,2 ; старт преобразования
WD: BTFSC ADCON0,2 ; ожидание окончания отцифровки
GOTO WD
Chold1: DECFSZ Period,1 ; счётчик циклов преобразований
GOTO ACP1
MOVLB Bank1
BCF DDRD,2
BCF PORTD,2 ; выключение порта PORTD,2=0
20 преобразований необходимы для вычисления лучшей точности времени преобразования. Задержка до начала следующего преобразования (tзадержки) должна быть не менее 2*TAD. Максимальное время TAD = 8 мкс, следовательно, tзадержки должно быть не менее 16 мкс. Выполнения одной итерации в цикле Chold занимает 3 цикла процессора (1 цикл команда DECFSZ и 2 цикла команда GOTO). Выполнения 1 цикла процессора занимает 4 такта. Следовательно, выполнение 1 итерации в цикле Chold займёт 12 тактов. На отладочной плате установлен резонатор на 16 МГц, период составляет 62.5 нс. Для задержки в 16 мкс необходимо 22 итерации цикла Chold. Мы возьмём с запасом 25 итераций, что составляет 18,75 мкс.
В уравнении для измеренного времени преобразований 2 неизвестных величины: tпреобр и tзадержки.
tизм=(tпреобр + tзадержки)*20
Поэтому будем варьировать tзадержки и по полученным измерениям составим и решим систему уравнений. Решать будем методом наименьших квадратов, так как зависимость линейная. Всего 5 циклов, каждый последующий цикл будет увеличивать tзадержки на 25 итераций. Изображение, полученное с осциллографа:
{{prog:debug:oscill_timeadc.png}}
Для получения времени преобразования АЦП и частоты тактирования RC генератора, введём измеренные значения импульсов в таблицу Excel, которая находится в архиве в начале статьи. В моём случае получилось значение tзадержки = 18.8 мкс, время преобразования = 34.6 мкс, частота RC генератора = 404,6 кГц.