賽普拉斯PSoC4芯片揭秘：玩轉SAR ADC模塊

　　除了具有AD模塊基本功能之外，PSoC4 SAR還包含一些獨具特色的功能。

　　靈活的觸發信號

　　PSoC4 SAR支持硬件信號觸發采樣，該信號可以是通過GPIO輸入的外部信號，也可以是內部模塊產生的信號。由于PSoC4具有靈活的可配置結構和豐富的內部資源，因此內部信號觸發SAR在設計中極為實用，例如，比較器的輸出觸發SAR在特定信號點采樣，定時器計數器溢出信號觸發SAR在特定時間點采樣，或者外部信號輸入后經過PSoC4通用數字模塊（UDB）處理，針對特定輸入信號觸發SAR采樣。

　　圖5提供了一個設計實例，該例子中定時器（Timer）的計數器溢出信號觸發了SAR ADC的采樣，圖6是該設計工作時的波形。此設計可以在指定的時間點對輸入通道采樣，定時器計數值的重新裝載由硬件實現，采樣通道切換由SAR的多路器硬件實現，全過程僅在采樣數據讀取時需要軟件參與，從而節省大量的CPU運行時間。

　　圖5：設計實例：使用定時器的計數器溢出觸發SAR ADC

　　圖6：硬件觸發信號工作波形

　　采樣值范圍比較

　　PSoC4 SAR提供了硬件級別的采樣值范圍比較。通過設定一個最大值，一個最小值，SAR可以對每一個通道的采樣值進行快速的范圍比較，一旦發現采樣結果超出了給定數值范圍，一個范圍越界的中斷會立即產生，從而觸發SAR的中斷服務程序。如圖7所示，范圍比較模式有四種選項，采樣值小于最小值，采樣值大于最大值，采樣值在二者之間，和采樣值在二者之外。結合每個通道的中斷屏蔽寄存器，可以針對選定的通道實現快速范圍比較。

　　圖7：SAR配置 - 采樣值范圍比較

　　獨立的通道配置寄存器

　　PSoC4 SAR為每一個輸入通道提供了一組獨立的配置寄存器，可以使得通道屬性存在不同，如圖8所示的3通道采樣，第一個通道采用差分輸入，結果存為12位，信號獲取時間增加1微秒（單獨設置的A clks），并且對采樣結果進行范圍比較；其余兩個通道為單端輸入，結果存為8位（可選分辨率ALT），使用默認信號獲取時間，無需對采樣結果進行范圍比較。這種獨立的通道配置寄存器能夠更好的滿足實際應用中多變的需求，減少工程師對于瑣碎控制邏輯的關注，從而實現產品的核心功能。

　　圖8：SAR配置 – 不同通道配置的多通道采樣