1. Narysuj schemat blokowy przetwornika ADC w mikrokontrolerach rodziny STM32.

2. Wymień tryby pracy ze względu na źródło wyzwolenia.

W STM32 mamy do dyspozycji kilka trybów działania ADC:

• ciągła lub jednorazowa konwersja pojedynczego kanału, lub wielu kanałów,

• tryb nieciągły (discontinuous),

• jednoczesna praca dwóch przetworników,

• tryb pracy niezależnej (independent),

• tryb przemiatania (skanowania) wejść,

• tryb czuwania,

• wyzwalanie przetwornika za pomocą timera lub zewnętrznego przerwania.

3. Opisz różnice wykorzystania grup kanałów.

Z rys. 1 wynika, że ADC może przetwarzać sygnały w dwóch grupach: regular group (regularna) oraz injected group(„wstrzykiwana”).

Regular group:

- możliwość przypisania 16 kanałów,

- niższy priorytet niż dla injected group,

- możliwe opóźnienia,

Injected group:

- możliwość przypisania 4 kanałów (dla każdego kanału oddzielny rejestr,

- wysoki priorytet (wyższy niż dla regular group),

- brak opóźnień,

Jeżeli konwersja regular group jest w trakcie wykonywania i MCU otrzyma żądanie wykonania konwersji grupy „wstrzykiwanej”, to wtedy następuje zawieszenie przetwarzania na jej rzecz.

W momencie, gdy proces jej przetwarzania zostanie zakończony, to wywłaszczona konwersja zostaje wznowiona od momentu jej przerwania. Zachowanie to pokazano na rys. 2.

Ponadto injected group ma oddzielne rejestry danych dla każdego z kanałów pomiarowych, czyli w sumie cztery, co zaznaczono na rys. 1.

4. Określ minimalny czas przetwarzania i czynniki zależności.

Maksymalna częstotliwość, z jaką może pracować wbudowany w mikrokontrolery przetwornik analogowo-cyfrowy, wynosi 1 MHz (czas konwersji 1 µs).

Generalnie czas konwersji jest wyznaczany z zależności:

T = programowany czas próbkowania + 12,5 cyklu zegarowego

Minimalny programowany czas próbkowania jest równy 1,5 cyklu zegarowego. Podsumowując, minimalny czas konwersji wynosi 1,5 + 12,5 = 14 cykli, a skoro częstotliwość taktowania wynosi 14 MHz, to całkowity czas przetwarzania A/C wynosi 1 µs.

Zatem zależy on od częstotliwości taktowania przetwornika (14 MHz), programowalnego czasu próbkowania i cyklu zegarowego.

5. Podaj liczbę kanałów pomiarowych, maksymalną częstotliwość sygnału zegara taktującego przetworniki oraz systemowego.

- 18 (w tym wliczone jest 16 kanałów zewnętrzynych i 2 kanały wewnętrzne: do pomiaru napięcia na potencjometrze RV1 ( kanał 14 czyli ADC12_IN14) oraz temperaturę mikrokontrolera w formie liczbowej (kanał 16 - ADC12_IN16)),

- przetwornik może być taktowany z maksymalną częstotliwością równą 14 MHz,

- maksymalna częstotliwość sygnału zegara systemowego wynosi 56 MHz (dla pracy z przetwornikiem)natomiast podczas pracy bez przetwornika zegar systemowy ma 72 MHz.

6. Do czego służy analogowy watchdog?

Watchdog – służy do ustalania progów napięć (niski i wysoki), po przekroczeniu których może być generowane przerwanie.

7. Wymień źródła przerwań od przetworników.

- ADC_IT_EOC – przerwanie po zakończeniu konwersji grupy regular,

- ADC_IT_JEOC – przerwanie po zakończeniu konwersji grupy injected,

- ADC_IT_AWD – przerwanie od analogowego watchdoga.

8. Do czego służy proces kalibracji przetworników.

Aby uzyskać możliwie dokładny wynik przetwarzania musimy wykonać kalibrację przetwornika.

9. W jakim celu mogą być wykorzystywane przetworniki ADC mikrokontrolera STM32?

Przetworniki ADC mikrokontrolera STM 32 mogą być wykorzystywane do przekształcania informacji analogowych na cyfrowe np. przy pomiarach temperatury, ciśnienia, napięcia itp.