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模数转换器与嵌入式微处理器的接口技术(3)

模数转换器与嵌入式微处理器的接口技术(3)

写入校正值

        不管使用表格还是校正常数,如何使校正值写入系统呢?任何校正设计的一项关键组成部分就是固定存储器的有效性。许多微控制器都带有片上EEPROM,而校正通常在电路板测试过程中进行。在高产量环境下,校正或许可以利用某类自动测试设备加以实施。

        我们通常希望通过使引脚接地,将处理器置于某种“校正模式”中。生产测试设备可用程序加以控制,因此可在模拟输入应用非常精确的电压,并使校正引脚接地。微控制器可进入校正模式,并在该模式下读取参考值并计算补偿值或生成检索表。

        在某些情形下,由于内存不够而无法向微控制器添加校正代码。此时就必须使微控制器将ADC值返回至输出引脚(串联情况),或者返回至一组引脚(并联情况),该值由生产测试设备读取。这样外部计算机就能计算校正值或查表值,并经由相同的接口返回至微控制器。

        如果生产测试设备能对微控制器的内部电路进行程序控制,那么校正数据就能嵌入闪存的程序数据中。如果校正的参考电压在微控制器以内,那么测试设备首先必须将校正程序载入微控制器中并运行校正程序,然后载入实际的应用代码。

        但是某些非常小的微控制器由于没有充足的引脚,因而无法进行必要的校正。在这类情形中,必须使输出引脚还充当校正引脚,可以采用外部电阻使该引脚实现此双重功能。生产测试设备通常在启动选择校正模式之前使引脚接地。

        上述功能实现中,微控制器启动时所有的引脚均处于输入状态,并在将校正引脚配置为输出引脚之前读取校正值。如果引脚的电压为高,则启动正常的工作方式;如果引脚的电压为低,则必须在外部接地,由此使微控制器进入校正模式。当然引脚在外部接地时,输出不应对系统产生任何破坏。

        如果要校正应用于备用ADC输入的精确参考电压,那么可以应用备用输入本身对系统校正。只需使用一个电阻器即可在备用输入中使ADC电压归零(在上述示例中只需接地即可)。当引脚测量得到的电压超过某些预先确定的阈值(即超过满标度电压的2/3)时,必须使软件进入校正模式。

        选择校正电压时,必须在参考电压为最低可能值时,不使ADC到达饱和时的最大值。这能保证计算校正常数(或表)时,不会因为校正常数的位舍入误差而降低精确度。这通常使校正电压高于满标度的90%,尽管期望能选择最接近标准的参考电压以方便设计。

        在某些应用中,还可以通过改变ADC的输入来解决参考输入问题:可以采用变化范围为10%的光传感器,取代具有固定值的光传感器,或者采用变化范围为25%的温度传感器。当然还必须考虑这些传感器的精度,但这已超出了本文讨论的范围。

        尽管有时很难确定哪种ADC适用于具体的应用系统,但该产品的多个系列使得我们可以轻松地挑选满足需要的产品。使软件与硬件相匹配就能确保选择的ADC满足应用系统的精确度和稳定性要求。
继承事业,薪火相传
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