8-Bit 逐次比較型 ADC データシート SAR8 V 1.0
001-67033 Rev. **
8-Bit Successive Approximation ADC
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PSoC® ブロック
リソース
CY8C24x33, CY8C23x33
アナログ
CT
デジタル
0
0
アナログ
SC
0
API メモリ （バイト数） ピン （各外部
I/O およびク
ロックにつ
き）
フラッシュ
RAM
147
0
1
その他のコンバータについては、アプリケーション ノート 「アナログ - ADC の選択」AN2239 を参照し
てください。
このユーザ モジュールを使用する単一あるいはすべてを設定するサンプルプログラムについては、
www.cypress.com/psocexampleprojects を参照してください。
特性および概要
CY8C24x33 および CY8C23x33 デバイスで、アナログ → デジタル変換の最高性能を実現
変換時間が短い
逐次比較機能をサポート
8-bit 分解能
８つの外部信号と２つの CT ブロックからの内部信号を接続可能
1 回で変換
フリーラン変換
選択可能な変換トリガ
プログラム可能なサンプル時間
プログラマブル クロック分周器
変換のキャンセル / リスタート機能
PWM、タイマ、カウンタ周期の任意のタイミングにおけるオートアライン / トリガをサポート
単一変換モードで変換完了後は、自動的に低消費電力モードへ移行
SAR8 ユーザ モジュールは、専用アナログ PSoC ブロックを使用して、入力電圧をデジタルコードに変
換する 8-bit 逐次比較型 （SAR）ADC コンバータです。変換時間は標準的な 2.7 µs （ファームウェア処
理による制限付き）で、各サンプルで 8-bit の未割り当て値を作ります。 モータ制御アプリケーションで
は、最高の性能を得るために、PWM 期間中の一定のタイミングにアナログ → デジタル変換を実行しな
ければならない場合もあります。
Cypress Semiconductor Corporation
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•
198 Champion Court
•
San Jose, CA 95134-1709
•
408-943-2600
Revised January 31, 2011
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8-Bit Successive Approximation ADC
Figure 1.
SAR8 ブロック ダイアグラム
機能説明
逐次比較レジスタは PSoC SARADC_DL レジスタです。このレジスタは、変換の結果を保存します。
SAR 回路は、リファレンス電圧をスケーリングし、入力電圧と比較することにより、一連の比較を実行
します。 二分探索を行い、入力電圧にもっとも近い DAC 設定を見つけます。
SAR8 の独自機能には、1 つまたは 2 つのデジタルブロックと同期した変換を可能にする高度な変換ト
リガ回路があります。
SAR8 ADC は、ワンショットモードまたはフリーランモードで作動します。いずれの場合も、API 関数
では、ADC が変換の実行中でも、新しい測定が開始できます。 ワンショットモードでは、ADC は変換
後自動的に低消費電力モードへ移行します。フリーランモードでは、ADC は動作が止まったときに低消
費電力モードへ移行します。
オートアラインオプションを利用すると、2 つの 8-bit デジタルコンパレータ （LOW と HIGH）を用い
て変換要求をトリガできます。これらのコンパレータは、任意の PSoC デバイスのデジタルブロックで
制御できます。 コンパレータは、ブロックの DR0 レジスタの実際の値を、SAR8_COMPARE_LO_REG
と SAR8_COMPARE_HI_REG レジスタに保存されているデータと比較します。 各コンパレータは、独
立して ADC をトリガすることもでき、結合して 16-bit トリガソースを構成することもできます。
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8-Bit Successive Approximation ADC
Figure 2.
SAR8 オートアラインの回路図
SAR8 ADC のもう１つの機能には、データケーリングがあります。 この機能を使用すると、右シフト済
みの値をレジスタから読み取ることが出来るようになります。スケールファクタは 1 ～ 2-N の間で調節
可能です （N=0..6）。
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DC 電気的特性と AC 電気的特性
以下の表に、電圧範囲および温度範囲で保証されている最大値と最小値の仕様を示します。4.75V ～
5.25V および -40°C、TA、 85°C、または 3.0V ～ 3.6V および -40°C、 TA、85°C （それぞれ）。 標準の
パラメータは、温度 25°C、電圧 5V および 3.3V の場合の値です。これはデザインの参考データにすぎ
ません。
Table 1.
SAR8 DC および AC の電気的特性
パラメータ
VADCVREF
最小値
3.0a
典型値
-
単位
最大値
Vdd
V
条件および注記
ADC リファレンス電圧として構成された場
合のピン P3[0] におけるリファレンス電
圧。
VADCVREF ≤ Vdd.
IADCVREF
-
-
3
mA
P3[0] が ADC VREF として構成されている
ときに SAR8 ADC に供給される電流
CIN
-
-
60
pF
ADC 入力の入力容量
RIN
-
-
1
kΩ
ADC 入力の入力抵抗
INLb
-1.2
-
+1.2
LSB
R-2R 積分非直線性。
最大 LSB はフルスケール範囲の 1/16 を超
えないサブレンジ上。
DNLb
-1
-
+1
LSB
R-2R 微分非直線性。 出力は単調増加
周波数
0.375
-
24
MHz
入力クロック周波数
a. 低い VADCVREF 電圧は、精度が低下しますが、使用することができます。
b. 周波数が 1.5 MHz 以下の ADC クロックに適用。
配置
SAR8 をサポートする専用リソースが１つあり、これが配置に関する唯一の選択肢です。
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8-Bit Successive Approximation ADC
パラメータおよびリソース
ADCInput
ADC の信号ソースには、任意のポート 0 ピンを選択することができます。 アナログブロックの
ACB00 と ACB01 も、信号ソースとして使用できます。
ADCClock
クロック速度は以下から選択できます。
SYSCLK
SYSCLK/2
SYSCLK/4
SYSCLK/8
SYSCLK/16
SYSCLK/32
SYSCLK/64
ADC サンプリング速度は、ADC クロック ÷ 8 で、変換時間は ADC クロック周期 x 8 です。
ADC は変換後自動的に低消費電力モードに入るため、ワンショットモードでは、低速の ADC クロ
ックを使用すると、高速 ADC クロックより電力を多く消費します。フリーランモードでは、低速
の ADC クロックを使用すると、高速 ADC クロックより少ない電力を消費します。
Scale
変換の結果は、自動的に、読み出したときのスケールファクタで割った整数となります。スケール
になり得る数値は次のとおりです。 1、2、4、8、16、32、64。
Run
このパラメータには、ワンショットまたはフリーラン変換モードを選択します。
ADCPower
SAR8 ブロックは、内部 VPWR (Vdd) または P3[0] から電力を得ることができます。
VPWRADC コンパレータブロックは、内部 VPWR (Vdd) から電源を得ます。P3[0]ADC コンパレー
タブロックは、P3[0] から電源を得ます。P3[0] は VPWR (Vdd) 以下でなければなりません。
R2RP Power
2 つの選択肢があります。
VPWRADC DAC リファレンス生成ブロックは、内部 VPWR (Vdd) から電源を得ます。 ADC DAC
出力 (R2RPPower) は、ADC コンパレータブロックの出力 (ADCPower) 以下でなければなりませ
ん。P3[0]ADC R2R リファレンス生成ブロックは、P3[0] から電源を得ます。 P3[0] は VPWR 以下
でなければなりません。
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8-Bit Successive Approximation ADC
アプリケーション プログラミング インタフェース
アプリケーション プログラミング インタフェース (API) ルーチンは設計者がより高度なレベルでモジュ
ールを処理できるようにユーザ モジュールの一部として提供されます。このセクションでは、
「include」ファイルによって提供される各機能に対するインタフェースおよび定数を示します。
Note
** ここでは、全てのユーザー モジュールの API では、 A と X レジスタの値は、API 関数を呼び
出すことによって変更することができます。API をコールした後でも A と X の値を保持したいと
きは、API をコールするファンクションで A と X の値を保持する必要があります。PSoc
Designer のバージョン 1.0 以降、効率性の観点から、この 「registers are volatile （レジスタの
揮発性）」ポリシーが採用されています。C コンパイラは自動的にこの条件を処理します。 アセ
ンブラ言語のプログラマは、コードがこのポリシーを遵守していることも確認しなければなりま
せん。 一部のユーザーモジュール API 関数では A と X は変更されないこともありますが、将来
も変更されないという保証はありません。
SAR8 ユーザ モジュールを初期化し、変換を実行して読み出し、SAR8 機能を無効にするためのエント
リポイントが用意されます。
SAR8_Start
説明 :
ADC 動作を有効にします。SAR8 は、変換終了後すぐ自動的に低消費電力モードに入ります。Run
パラメータがフリーランに設定されている場合、SAR8_Start が呼び出されたあと ADC はデータの
収集を開始します。 Run パラメータがワンショットに設定されている場合、変換を開始するために
は SAR8_Trigger 関数がコールされるか、オートアライン回路からのトリガ信号が発生する必要が
あります。
C プロトタイプ :
void SAR8_Start(void)
アセンブラ：
lcall SAR8_Start
パラメータ :
なし
戻り値：
なし
副作用 :
API セクションの冒頭にある注意事項 ** を参照してください。
SAR8_Stop
説明 :
ADC 動作を無効にします。Stop が呼び出されたあと、ADC は低消費電力モードに入ります。
C プロトタイプ :
void SAR8_Stop(void)
アセンブラ：
lcall SAR8_Stop
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8-Bit Successive Approximation ADC
パラメータ :
なし
戻り値：
なし
副作用 :
API セクションの冒頭にある注意事項 ** を参照してください。
SAR8_EnableInt
説明 :
割り込みを有効にします。 M8C_EnableGInt マクロを使用してすべての割り込みが有効にならなけ
れば、SAR8 割り込みは使用できません。
C プロトタイプ :
void SAR8_EnableInt(void)
アセンブラ :
lcall SAR8_EnableInt
パラメータ :
なし
戻り値：
なし
副作用 :
API セクションの冒頭にある注意事項 ** を参照してください。
SAR8_DisableInt
説明 :
割り込みを無効にします。
C プロトタイプ :
void SAR8_DisableInt(void)
アセンブラ：
lcall SAR8_DisableInt
パラメータ :
なし
戻り値：
なし
副作用 :
API セクションの冒頭にある注意事項 ** を参照してください。
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8-Bit Successive Approximation ADC
SAR8_Trigger
説明 :
ADC をトリガして、次のシステムクロック周期からサンプルと変換を実行します。 ADC がすでに
サンプルの変換中である場合、SAR8_Trigger は強制的に ADC が進行中の変換をキャンセルさせ、
次のシステムクロック周期で新しい変換をリスタートします。ADC がフリーランモードで稼動し
ている場合、この関数は ADC サンプリングに影響を与えません。
C プロトタイプ：
void SAR8_Trigger(void)
アセンブラ：
lcall SAR8_Trigger
パラメータ :
なし
戻り値：
なし
副作用 :
API セクションの冒頭にある注意事項 ** を参照してください。
SAR8_fIsDataAvailable
説明 :
サンプリングしたデータが使用できるかどうかチェックします。
C プロトタイプ :
BYTE SAR8_fIsDataAvailable(void)
アセンブラ：
lcall SAR8_fIsDataAvailable
パラメータ :
なし
戻り値：
データが変換され、読み取れる状態の場合は、ゼロ以外の値を返します。
副作用 :
API セクションの冒頭にある注意事項 ** を参照してください。
SAR8_bGetData
説明 :
変換したデータを符号なしバイト値として返します。データ サンプルが取得できるかどうか確認
するには、SAR8_fIsDataAvailable() を呼び出してください。
C プロトタイプ :
BYTE SAR8_bGetData(void)
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8-Bit Successive Approximation ADC
アセンブラ：
lcall SAR8_bGetData
パラメータ :
なし
戻り値：
変換したデータを符号なしバイト値として返します。
副作用 :
API セクションの冒頭にある注意事項 ** を参照してください。
SAR8_SelectADCChannel
説明 :
10 個の入力チャネルから ADC 入力を選択します。
C プロトタイプ :
void SAR8_SelectADCChannel(BYTE bChannel)
アセンブラ：
mov A, bChannel
lcall SAR8_SelectADCChannel
パラメータ :
bChannel: ADC 入力チャネルを指定する 1 バイト。C およびアセンブリで用意されたシンボル名、
およびそれらに関連付けられた値は、以下の表で示されます。
記号名
値
チャネル
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
戻り値：
なし
副作用 :
API セクションの冒頭にある注意事項 ** を参照してください。
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8-Bit Successive Approximation ADC
SAR8_AutoAlign
説明 :
選択されたデジタルブロックを使用した ADC サンプリングを有効・無効にします。
C プロトタイプ :
void SAR8_AutoAlign(BYTE bAlignMode)
アセンブラ：
mov A, bAlignMode
lcall SAR8_AutoAlign
パラメータ :
bAlignMode: アラインモードを指定する 1 バイト。
記号名
値
SAR8_NOAUTOALIGN
0
SAR8_AUTOALIGN
1
戻り値：
なし
副作用 :
API セクションの冒頭にある注意事項 ** を参照してください。
SAR8_SetAlignPath
説明 :
ADC オートアライントリガ回路を選択します。
C プロトタイプ :
void SAR8_SetAlignPath(BYTE bAlignPath)
アセンブラ：
mov A, bAlignPath
lcall SAR8_SetAlignPath
パラメータ :
bAlignPath: ADC オートアライントリガ回路を指定する 1 バイト。C およびアセンブリで用意され
たシンボル名、およびそれらに関連付けられた値は、以下の表で示されます。
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8-Bit Successive Approximation ADC
記号名
値
説明 :
SAR8_LowHighIndependent
0x00
Low チャネルと High チャネルは完全に独立しています。 い
ずれも ADC をトリガできます。
SAR8_LowOnly
0x02
Low チャネルだけが ADC をトリガします。
SAR8_HighOnly
0x04
High チャネルだけが ADC をトリガします。
SAR8_LowHighCombined
0x06
High チャネルと Low チャネルの組み合わせで、16-bit トリガ
ソースを構成します。
戻り値：
なし
副作用 :
API セクションの冒頭にある注意事項 ** を参照してください。
SAR8_SetHighAlignSrc
説明 :
オートアライントリガ回路の High Path 用のアライメントソースとして、デジタルブロックの 1 つ
を選択します。
C プロトタイプ :
void SAR8_SetHighAlignSrc(BYTE bAlignSrc)
アセンブラ：
mov A, bAlignSrc
lcall SAR8_SetHighAlignSrc
パラメータ :
bAlignSrc: High Path 用のアライメントソースとして、デジタルブロックの 1 つを指定する 1 バイ
ト。C およびアセンブリで用意されたシンボル名、およびそれらに関連付けられた値は、以下の表
で示されます。
記号名
値
デジタルブロック
SAR8_None
0x00
接続されていない
SAR8_DBB00
0x01
DBB00
SAR8_DBB01
0x02
DBB01
SAR8_DCB02
0x03
DCB02
SAR8_DCB03
0x04
DCB03
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8-Bit Successive Approximation ADC
戻り値：
なし
副作用 :
API セクションの冒頭にある注意事項 ** を参照してください。
SAR8_SetLowAlignSrc
説明 :
オートアライントリガ回路の Low Path 用のアライメントソースとして、デジタルブロック 1 つを
選択することを可能にします。
C プロトタイプ :
void SAR8_SetLowAlignSrc(BYTE bAlignSrc)
アセンブラ：
mov A, bAlignSrc
lcall SAR8_SetLowAlignSrc
パラメータ :
bAlignSrc: Low Path 用アライメントソースとしてデジタルブロックの 1 つを指定する 1 バイト。C
およびアセンブリで用意されたシンボル名、およびそれらに関連付けられた値は、以下の表で示さ
れます。
記号名
値
デジタルブロック
SAR8_None
0x00
接続されない
SAR8_DBB00
0x01
DBB00
SAR8_DBB01
0x02
DBB01
SAR8_DCB02
0x03
DCB02
SAR8_DCB03
0x04
DCB03
戻り値：
なし
副作用 :
API セクションの冒頭にある注意事項 ** を参照してください。
SAR8_SetCmpH
説明 :
オートアラインの High Path 用にコンパレータ値をセットします。
C プロトタイプ :
void SAR8_SetCmpH(BYTE bValue)
アセンブラ：
mov A, bValue
lcall SAR8_SetCmpH
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パラメータ :
bValue: オートアラインの High Path 用のコンパレータデータを指定する 1 バイト。
戻り値：
なし
副作用 :
API セクションの冒頭にある注意事項 ** を参照してください。
SAR8_SetCmpL
説明 :
オートアラインの Low Path 用にコンパレータ値をセットします。
C プロトタイプ :
void SAR8_SetCmpL(BYTE bValue)
アセンブラ：
mov A, bValue
lcall SAR8_SetCmpL
パラメータ :
bValue: オートアラインの Low Path 用のコンパレータデータを指定する 1 バイト。
戻り値：
なし
副作用 :
API セクションの冒頭にある注意事項 ** を参照してください。
SAR8_SetClock
説明 :
SAR8 ADC クロックレートを設定します。 クロック速度を変更する場合、まず ADC 変換を停止
し、クロック速度を変更してから変換をリスタートします。
C プロトタイプ :
void SAR8_SetClock(BYTE bClock)
アセンブラ：
mov A, bClock
lcall SAR8_SetClock
パラメータ :
bClock: クロックレートを指定する 1 バイト。 C およびアセンブリで用意されたシンボル名、およ
びそれらに関連付けられた値は、以下の表で示されます。
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8-Bit Successive Approximation ADC
記号名
値
クロックレート
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
戻り値：
なし
副作用 :
API セクションの冒頭にある注意事項 ** を参照してください。
SAR8_SetScale
説明 :
変換結果を読み出すときのスケールファクタを設定します。
C プロトタイプ :
void SAR8_SetScale(BYTE bScaleMode)
アセンブラ：
mov A, bScaleMode
lcall SAR8_SetScale
パラメータ :
bScaleMode: 右シフト数を指定する 1 バイト。C およびアセンブリで用意されたシンボル名、およ
びそれらに関連付けられた値は、以下の表で示されます。
記号名
値
スケールファクタ
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
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8-Bit Successive Approximation ADC
戻り値：
なし
副作用 :
API セクションの冒頭にある注意事項 ** を参照してください。
SAR8_SetRunMode
説明 :
ADC の実行モードを単一変換またはフリーランに設定します。 このパラメータはユーザ モジュー
ル Run パラメータでセットします。 ランモードを変更する場合を除き、この関数を呼び出す必要
はありません。
C プロトタイプ :
void SAR8_SetRunMode(BYTE bRunMode)
アセンブラ：
mov A, bRunMode
lcall SAR8_SetRunMode
パラメータ :
bRunMode: 変換モードを指定する 1 バイト。
記号名
値
SAR8_OneShot
0x00
SAR8_FreeRun
0x01
戻り値：
なし
副作用 :
API セクションの冒頭にある注意事項 ** を参照してください。
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ファームウェア ソースコードの例
このサンプル コードでは、連続的な変換を開始し、データ使用可能フラグをポーリングし、変換された
バイトをユーザ関数に送信します。
;------------------------------------------------------------------------; 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 言語での同じプログラムは次のようになります。
//-----------------------------------------------------------------------// 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);
SAR8_Start();
while(1) {
while (0 == SAR8_fIsDataAvailable());
bResult = SAR8_bGetData();
// Add user code here
}
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// wait for result
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8-Bit Successive Approximation ADC
}
コンフィグレーション レジスタ
次のレジスタは SAR8 ブロック用に使用されます。
Table 2.
ブロック SAR8、レジスタ : SAR8_CONTROL_0_REG (SARADC_CR0; 0, 69h)
ビット
値
7
予約
Table 3.
4
3
ADC チャネル
7
7
0
Table 5.
ビット
値
6
6
FreeRun
ビット
値
0
ADCEN
5
4
3
2
1
Align Source （ソース
をアライン）
0
AutoAlign
5
4
3
スケール
2
1
0
1
0
クロック
ブロック SAR8、レジスタ : SAR8_TRIGGER_SRC_REG (SARADC_TRS; 1, A8h)
7
6
DCB03
Table 6.
1
ブロック SAR8、レジスタ : SAR8_CONTROL_2_REG (SARADC_CR2; 1, ABh)
ビット
値
2
データ準備 スタート /
完了
ビジー
ADCPower R2RPower 予約
Table 4.
5
4
DCB02
3
2
DBB01
DBB00
ブロック SAR8、レジスタ : SAR8_COMPARE_LO_REG (SARADC_TRCL; 1, A9h)
7
6
5
4
3
2
1
0
1
0
1
0
bValue
Table 7.
ビット
値
ブロック SAR8、レジスタ : SAR8_COMPARE_HI_REG (SARADC_TRCH; 1, AAh)
7
6
5
4
3
2
bValue
Table 8.
ビット
値
5
ブロック SAR8、レジスタ : SAR8_CONTROL_1_REG (SARADC_CR1; 0, 6Ah)
ビット
値
6
ブロック SAR8、レジスタ : SAR8_DATA_LO_REG (SARADC_DL; 0, 67h)
7
6
5
4
3
2
データ
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8-Bit Successive Approximation ADC
バージョン ヒストリー
バージョン
1.0
Note
著者
DHA
説明 :
初期バージョン。
PSoC Designer 5.1 は、すべてのユーザ モジュール データシートにおいてバージョン ヒストリ
ーを導入しています。 このセクションでは、ユーザ モジュールの過去のバージョンと現在のバー
ジョンとの違いに関して高度な解説を掲載しています。
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