8-Bit 逐次逼近 ADC 数据表
SAR8 V 1.0
001-66286 Rev. **
8-Bit Successive Approximation ADC
Copyright © 2005-2010 Cypress Semiconductor Corporation. All Rights Reserved.
PSoC® 模块
资源
CY8C24x33, CY8C23x33
数字
0
API 存储器 （字节）
模拟 CT
0
模拟 SC
0
闪存
147
RAM
0
引脚 （每个外
部 I/O 和时
钟）
1
请参见应用笔记 “Analog - ADC Selection” （模拟 - ADC 选择） AN2239 获取有关其他转换器的信息。
如需获取一个或多个使用此用户模块的完整配置功能性示例项目，请转到
www.cypress.com/psocexampleprojects.
特性与概述
在 CY8C24x33 和 CY8C23x33 器件上的最佳模数转换结果
快速转换时间 （典型值 2.7 µs）
逐次逼近功能支持
8-bit 分辨率
来自 CT 模块的八个主要输入模拟通道和两个内部模拟通道
单一转换
自由运行转换
可选转换触发器
可编程采样时间
可编程时钟分频器
取消 / 重启运行转换的功能
支持 PWM、定时器和计数器周期的任一点的自动对齐 / 触发器
在单一转换模式下的每个转换之后，自动进入低功耗模式
SAR8 用户模块是 8-bit 逐次逼近寄存器 （SAR）ADC 转换器，通过使用专用模拟 PSoC 模块能够把输入电
压转换为数字代码。 特性是 2.7 µs 的典型转换时间（受固件处理的限制）和对每个采样生成一个 8-bit
无符号值。 在电机控制应用中，要获取最佳性能，需要在 PWM 周期的特定时间触发 ADC 执行一次模数转
换。
Cypress Semiconductor Corporation
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•
198 Champion Court
•
San Jose, CA 95134-1709
•
408-943-2600
Revised December 29, 2010
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8-Bit Successive Approximation ADC
Figure 1. SAR8 框图
功能说明
逐次逼近寄存器是 PSoC SARADC_DL 寄存器。 该寄存器保存转换结果。 通过标量参考电压和与输入电压相
比较，SAR 逻辑构成一系列的逼近值。 执行二进制搜索找到与输入电压最接近的 DAC 设置。
SAR8 的独特功能是允许转换和一两个数字模块同步的高级转换触发器逻辑。
SAR8 ADC 可以在单触发模式或者自由运行模式下运作。 在这两种情况下，甚至当 ADC 在执行一个转换
时，API 功能可以让您开始新的测量。 在单触发模式下，经过转换之后 ADC 将自动进入低功耗模式。 在
自由运行模式下，一旦停止，ADC 将进入低功耗模式。
自动对齐选项可以让您用两个 8-bit 数字电压比较器 （低和高）来触发转换请求。 这些电压比较器可由
任一 PSoC 器件的数字模块驱动。 电压比较器将模块 DRO 寄存器的实际值与存储在 SAR8_COMPARE_LO_REG
和 SAR8_COMPARE_HI_REG 寄存器中的数据相比较。 每个电压比较器能够独立地触发 ADC 或者他们能够结
合构成一个 16-bit 触发器源。
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8-Bit Successive Approximation ADC
Figure 2. SAR8 自动对齐原理图
SAR8 ADC 的另一个功能是数据标量。 可以让您正确移位从结果寄存器读取出的数据。 比例因子在 1 到 2N, N=0..6 范围内可调。
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直流和交流电气特性
下表列出了在以下电压和温度范围内许可的最大和最小规范： 4.75V 到 5.25V 和 -40°C。 TA. 85°C、
或者 3.0V 到 3.6V 和 -40°C。 TA. 分别 85°C。 典型参数适用于 25°C 且电压为 5V 和 3.3V 的情况，
仅供设计指导之用
Table 1.
SAR8 直流和交流电气特性
单位
参数
VADCVREF
最小值
3.0a
典型值
-
最大值
Vdd
条件和注释
V
在配置为 ADC 参考电压时，引脚 P3[0] 处
的参考电压。
VADCVREF ≤ Vdd.
IADCVREF
-
-
3
mA
当 P3[0] 配置为 ADC VREF 时，提供到
SAR8 ADC 的电流
CIN
-
-
60
pF
ADC 输入上的输入电容
RIN
-
-
1
kΩ
ADC 输入上的输入电阻
积分非线性误差b
-1.2
-
+1.2
LSB
R-2R 积分非线性度。
最低有效位最大值在子范围之上，不超过全
量程的 1/16。
DNLb
-1
-
+1
LSB
R-2R 微分非线性度。 输出是单调的。
频率
0.375
-
24
MHz
输入时钟频率
a. 较低 VADCVREF 电压可以和精度上的减少一起使用。
b. 适用于 1.5 Mhz 或更低的 ADC 时钟频率。
放置
有一个支持 SAR8 的专用资源。 它是唯一的放置选择。
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参数和资源
ADCInput
可以选择任一端口 0 引脚作为 ADC 的信号源。 也可以使用模拟模块 ACB00 和 ACB01 作为信号源。
ADCClock
时钟频率有以下几种选择：
SYSCLK
SYSCLK/2
SYSCLK/4
SYSCLK/8
SYSCLK/16
SYSCLK/32
SYSCLK/64
ADC 采样率等于 ADC 时钟除以 8，转换时间等于 ADC 时钟周期乘以 8.
转换之后 ADC 自动进入到低功耗模式，所以对单触发模式而言，使用较低频率 ADC 时钟比较高频率
ADC 时钟消耗更多功耗。 在自由运行模式下，使用较低频率 ADC 时钟比较高频率 ADC 时钟消耗更少
功耗。
标度
转换结果当读取出来时，自动用整数除以比例因子。 可能的标度值有： 1、2、4、8、16、32、64。
运行
该参数选择单触发模式或者自由运行转换模式。
ADCPower
SAR8 模块能够从内部 VPWR (Vdd) 或者从 P3[0] 中获取功耗。
VPWRADC 电压比较器模块从内部 VPWR (Vdd) 获取电源。P3[0]ADC 电压比较器模块从 P3[0] 获取电
源。P3[0] 必须小于或等于 VPWR (Vdd)。
R2RPower
有两种可能的选择项。
VPWRADC DAC 参考生成模块从内部 VPWR (Vdd) 获取电源。 ADC DAC 功耗 (R2RPower) 必须小于或
等于 ADC 电压比较器模块 (ADCPower) 的功耗。 P3[0]ADC R2R 参考生成模块从 P3[0] 获取电源。
P3[0] 必须小于或等于 VPWR。
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应用程序编程接口
应用程序编程接口 (API) 子程序作为用户模块的一部分提供，使设计人员能够在较高的层级处理模块。
本部分具体指明了每个函数的接口以及由 “ 包含 ” 文件所提供的常数。
Note
** 在这里，如同所有用户模块 API 中的一样，A 和 X 寄存器的值可能会通过调用 API 函数而发
生更改。 发起调用 API 的函数有责任在调用之前保留 A 和 X 的值 （如果调用后需要再次用到它
们）。 选择这种 “ 寄存器易变 ” 策略是为了提高效率，并且自从 PsoC Designer 的 1.0 版本起
使用。 C 语言编译器自动遵循此要求。 汇编语言程序员也必须确保其代码遵守这一策略。 虽然有
些用户模块的 API 函数可能保留 A 和 X 不变，但并不保证在未来也将如此。
提供入口点以初始化 SAR8 用户模块、执行和读取转换以及禁用 SAR8 函数。
SAR8_Start
说明：
启用 ADC 运算。 在完成转换之后，SAR8 自动进入低功耗模式。 如果 “ 运行 ”(Run) 参数设为 “ 自
由运行 ”(Free-Run)，ADC 就会在调用 SAR8_Start 后开始收集数据。 如果 “ 运行 ”(Run) 参数设
为 “ 单触发 ” (One-Shot)，那么在采集到样本之前必须调用 SAR8_Trigger 函数或者必须出现来自
自动对齐电路的触发信号。
C 语言原型：
void SAR8_Start(void)
汇编程序：
lcall SAR8_Start
参数：
无
返回：
无
副作用：
请参见 API 章节开始部分的注释 **。
SAR8_Stop
说明：
禁用 ADC 运算。 在调用停止后，ADC 会进入到低功耗模式。
C 语言原型：
void SAR8_Stop(void)
汇编程序：
lcall SAR8_Stop
参数：
无
返回：
无
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8-Bit Successive Approximation ADC
副作用：
请参见 API 章节开始部分的注释 **。
SAR8_EnableInt
说明：
启用中断。 在使用 SAR8 中断之前，必须使用 M8C_EnableGInt 宏全局启用中断。
C 语言原型：
void SAR8_EnableInt(void)
汇编语言：
lcall SAR8_EnableInt
参数：
无
返回值：
无
副作用：
请参见 API 章节开始部分的注释 **。
SAR8_DisableInt
说明：
禁用中断。
C 语言原型：
void SAR8_DisableInt(void)
汇编程序：
lcall SAR8_DisableInt
参数：
无
返回值：
无
副作用：
请参见 API 章节开始部分的注释 **。
SAR8_Trigger
说明：
从下一个系统时钟周期触发 ADC 执行样本和转换。 如果 ADC 已经在转换样本中，SAR8_Trigger 会
强制 ADC 取消正在进行的转换，并在下一个系统时钟周期重启新的转换。 如果 ADC 在自由运行模式
下运作，则该函数将不会影响 ADC 采样。
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8-Bit Successive Approximation ADC
C 原型：
void SAR8_Trigger(void)
汇编程序：
lcall SAR8_Trigger
参数：
无
返回：
无
副作用：
请参见 API 章节开始部分的注释 **。
SAR8_fIsDataAvailable
说明：
检查采样数据的可用性。
C 语言原型：
BYTE SAR8_fIsDataAvailable(void)
汇编程序：
lcall SAR8_fIsDataAvailable
参数：
无
返回：
如果已经转换好数据并已准备好读取，则返回一个非零数值。
副作用：
请参见 API 章节开始部分的注释 **。
SAR8_bGetData
说明：
以无符号字节值返回转换的数据。应该调用 SAR8_fIsDataAvailable() 以验证已准备好的数据样
本。
C 语言原型：
BYTE SAR8_bGetData(void)
汇编程序：
lcall SAR8_bGetData
参数：
无
返回：
以无符号字节值返回转换的数据。
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8-Bit Successive Approximation ADC
副作用：
请参见 API 章节开始部分的注释 **。
SAR8_SelectADCChannel
说明：
从 10 个可选输入通道中选择 ADC 输入。
C 语言原型：
void SAR8_SelectADCChannel(BYTE bChannel)
汇编程序：
mov A, bChannel
lcall SAR8_SelectADCChannel
参数：
bChannel： 一个指定 ADC 输入通道的字节。 下表给出了在 C 语言和汇编语言中提供的符号名称及其
相关数值。
符号名称
值
通道
SAR8_P0_0
0x00
P0[0]
SAR8_P0_1
0x08
P0[1]
SAR8_P0_2
0x10
P0[2]
SAR8_P0_3
0x18
P0[3]
SAR8_P0_4
0x20
P0[4]
SAR8_P0_5
0x28
P0[5]
SAR8_P0_6
0x30
P0[6]
SAR8_P0_7
0x38
P0[7]
SAR8_ACB00
0x40
ACB00
SAR8_ACB01
0x48
ACB01
返回：
无
副作用：
请参见 API 章节开始部分的注释 **。
SAR8_AutoAlign
说明：
启用 / 禁用带有选定数字模块的 ADC 采样。
C 语言原型：
void SAR8_AutoAlign(BYTE bAlignMode)
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汇编程序：
mov A, bAlignMode
lcall SAR8_AutoAlign
参数：
bAlignMode： 一个指定对齐模式的字节。
符号名称
值
SAR8_NOAUTOALIGN
0
SAR8_AUTOALIGN
1
返回：
无。
副作用：
请参见 API 章节开始部分的注释 **。
SAR8_SetAlignPath
说明：
选择 ADC 自动对齐触发器逻辑。
C 语言原型：
void SAR8_SetAlignPath(BYTE bAlignPath)
汇编程序：
mov A, bAlignPath
lcall SAR8_SetAlignPath
参数：
bAlignPath： 一个指定 ADC 自动对齐触发器逻辑的字节。 下表给出了在 C 语言和汇编语言中提供的
符号名称及其相关数值。
符号名称
值
说明
SAR8_LowHighIndependent 0x00
低和高通道完全独立。 两者都能触发 ADC。
SAR8_LowOnly
0x02
只有低通道能够触发 ADC。
SAR8_HighOnly
0x04
只有高通道能够触发 ADC。
SAR8_LowHighCombined
0x06
高和低通道结合构成一个 16-bit 触发源。
返回：
无。
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8-Bit Successive Approximation ADC
副作用：
请参见 API 章节开始部分的注释 **。
SAR8_SetHighAlignSrc
说明：
选择一个数字模块作为自动对齐触发器逻辑高路径的对齐源。
C 语言原型：
void SAR8_SetHighAlignSrc(BYTE bAlignSrc)
汇编程序：
mov A, bAlignSrc
lcall SAR8_SetHighAlignSrc
参数：
bAlignSrc： 一个指定一个数字模块作为高路径的对齐源的字节。 下表给出了在 C 语言和汇编语言中
提供的符号名称及其相关数值。
符号名称
值
数字模块
SAR8_None
0x00
未连接
SAR8_DBB00
0x01
DBB00
SAR8_DBB01
0x02
DBB01
SAR8_DCB02
0x03
DCB02
SAR8_DCB03
0x04
DCB03
返回：
无。
副作用：
请参见 API 章节开始部分的注释 **。
SAR8_SetLowAlignSrc
说明：
允许您选择一个数字模块作为自动对齐触发器逻辑低路径的对齐源。
C 语言原型：
void SAR8_SetLowAlignSrc(BYTE bAlignSrc)
汇编程序：
mov A, bAlignSrc
lcall SAR8_SetLowAlignSrc
参数：
bAlignSrc： 一个指定任一数字模块作为低路径的对齐源的字节。 下表给出了在 C 语言和汇编语言中
提供的符号名称及其相关数值。
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8-Bit Successive Approximation ADC
符号名称
值
数字模块
SAR8_None
0x00
未连接
SAR8_DBB00
0x01
DBB00
SAR8_DBB01
0x02
DBB01
SAR8_DCB02
0x03
DCB02
SAR8_DCB03
0x04
DCB03
返回：
无。
副作用：
请参见 API 章节开始部分的注释 **。
SAR8_SetCmpH
说明：
对自动对齐的高路径设定电压比较器值。
C 语言原型：
void SAR8_SetCmpH(BYTE bValue)
汇编程序：
mov A, bValue
lcall SAR8_SetCmpH
参数：
bValue： 一个指定自动对齐的高路径的电压比较器数据的字节。
返回：
无。
副作用：
请参见 API 章节开始部分的注释 **。
SAR8_SetCmpL
说明：
对自动对齐的低路径设定电压比较器值。
C 语言原型：
void SAR8_SetCmpL(BYTE bValue)
汇编程序：
mov A, bValue
lcall SAR8_SetCmpL
参数：
bValue： 一个指定自动对齐的低路径的电压比较器数据的字节。
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返回：
无。
副作用：
请参见 API 章节开始部分的注释 **。
SAR8_SetClock
说明：
设置 SAR8 ADC 时钟频率。 如果更改时钟的时钟频率，则必须先停止 ADC 转换，更改时钟频率，再
重启转换。
C 语言原型：
void SAR8_SetClock(BYTE bClock)
汇编程序：
mov A, bClock
lcall SAR8_SetClock
参数：
bClock： 一个指定时钟频率的字节。 下表给出了在 C 语言和汇编语言中提供的符号名称及其相关数
值。
符号名称
值
时钟频率
SAR8_SYSCLK
0x00
SysClk
SAR8_SYSCLK_2
0x01
SysClk/2
SAR8_SYSCLK_4
0x02
SysClk/4
SAR8_SYSCLK_8
0x03
SysClk/8
SAR8_SYSCLK_16
0x04
SysClk/16
SAR8_SYSCLK_32
0x05
SysClk/32
SAR8_SYSCLK_64
0x06
SysClk/64
返回：
无。
副作用：
请参见 API 章节开始部分的注释 **。
SAR8_SetScale
说明：
在读取转换结果数据时设置比例因子。
C 语言原型：
void SAR8_SetScale(BYTE bScaleMode)
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8-Bit Successive Approximation ADC
汇编程序：
mov A, bScaleMode
lcall SAR8_SetScale
参数：
bScaleMode： 一个指定合适大小标度的字节。 下表给出了在 C 语言和汇编语言中提供的符号名称及
其相关数值。
符号名称
值
比例因子
SAR8_1_1
0x00
1
SAR8_1_2
0x08
1/2
SAR8_1_4
0x10
1/4
SAR8_1_8
0x18
1/8
SAR8_1_16
0x20
1/16
SAR8_1_32
0x28
1/32
SAR8_1_64
0x30
1/64
返回：
无。
副作用：
请参见 API 章节开始部分的注释 **。
SAR8_SetRunMode
说明：
设置 ADC 运行模式为单一转换或自由运行。 该参数通过用户模块 “ 运行 ”(Run) 参数进行设置。 除
非需要更改运行模式，否则没有必要调用该函数。
C 语言原型：
void SAR8_SetRunMode(BYTE bRunMode)
汇编程序：
mov A, bRunMode
lcall SAR8_SetRunMode
参数：
bRunMode： 一个指定转换模式的字节
符号名称
值
SAR8_OneShot
0x00
SAR8_FreeRun
0x01
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返回：
无。
副作用：
请参见 API 章节开始部分的注释 **。
固件源代码示例
此示例代码将启动连续转换、轮询 “ 数据可用 ”(Data Available) 标志以及将转换的字节发送至用户函
数。
;------------------------------------------------------------------------; Sample Asm Code for the SAR8
;------------------------------------------------------------------------include "m8c.inc"
include "memory.inc"
include "PSoCAPI.inc"
; part specific constants and macros
; Constants & macros for SMM/LMM and Compiler
; PSoC API definitions for all User Modules
export _main
_main:
M8C_EnableGInt
mov
A, SAR8_P0_0
call
SAR8_SelectADCChannel
mov
A, SAR8_FreeRun
call
SAR8_SetRunMode
call
SAR8_Start
.loop:
call
SAR8_fIsDataAvailable
cmp
A, 0
jz
.loop
call
SAR8_bGetData
mov
[_bResult], A
; call User function here
jmp
.loop
C 语言中的相同程序：
//-----------------------------------------------------------------------// Sample C Code for the SAR8
//-----------------------------------------------------------------------#include <m8c.h>
#include "PSoCAPI.h"
// part specific constants and macros
// PSoC API definitions for all User Modules
BYTE bResult;
void main(void)
{
M8C_EnableGInt;
SAR8_SelectADCChannel(SAR8_P0_0);
SAR8_SetRunMode(SAR8_FreeRun);
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8-Bit Successive Approximation ADC
SAR8_Start();
while(1) {
while (0 == SAR8_fIsDataAvailable());
bResult = SAR8_bGetData();
// Add user code here
}
// wait for result
}
配置寄存器
下面的寄存器用于 SAR8 模块。
Table 2.
模块 SAR8，寄存器： SAR8_CONTROL_0_REG (SARADC_CR0; 0, 69h)
位
值
7
保留
Table 3.
7
位
值
位
值
2
数据就绪
6
R2RPower
5
4
3
保留
6
FreeRun
1
0
开始 / 繁忙 ADCEN
2
1
对齐源
0
自动对齐
5
4
3
标度
2
1
0
2
1
0
时钟
模块 SAR8，寄存器： SAR8_TRIGGER_SRC_REG (SARADC_TRS; 1, A8h)
7
6
DCB03
Table 6.
5
4
DCB02
3
DBB01
DBB00
模块 SAR8，寄存器： SAR8_COMPARE_LO_REG (SARADC_TRCL; 1, A9h)
7
6
5
4
3
2
1
0
2
1
0
bValue
Table 7.
位
值
7
0
Table 5.
3
模块 SAR8，寄存器： SAR8_CONTROL_2_REG (SARADC_CR2; 1, ABh)
位
值
4
ADC 通道
ADCPower
Table 4.
5
模块 SAR8，寄存器： SAR8_CONTROL_1_REG (SARADC_CR1; 0, 6Ah)
位
值
6
模块 SAR8，寄存器： SAR8_COMPARE_HI_REG (SARADC_TRCH; 1, AAh)
7
6
5
4
3
bValue
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8-Bit Successive Approximation ADC
Table 8.
模块 SAR8，寄存器： SAR8_DATA_LO_REG (SARADC_DL; 0, 67h)
位
7
值
6
5
4
3
2
1
0
数据
版本历史记录
版本
1.0
Note
创作者
DHA
说明
初始版本。
PSoC Designer 5.1 在所有用户模块数据表中提供版本历史记录。 本部分记录了当前和先前用户
模块版本之间区别的高级描述。
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