赛普拉斯PSoC4芯片揭秘：玩转SAR ADC模块

　　除了具有AD模块基本功能之外，PSoC4 SAR还包含一些独具特色的功能。

　　灵活的触发信号

　　PSoC4 SAR支持硬件信号触发采样，该信号可以是通过GPIO输入的外部信号，也可以是内部模块产生的信号。由于PSoC4具有灵活的可配置结构和丰富的内部资源，因此内部信号触发SAR在设计中极为实用，例如，比较器的输出触发SAR在特定信号点采样，定时器计数器溢出信号触发SAR在特定时间点采样，或者外部信号输入后经过PSoC4通用数字模块（UDB）处理，针对特定输入信号触发SAR采样。

　　图5提供了一个设计实例，该例子中定时器（Timer）的计数器溢出信号触发了SAR ADC的采样，图6是该设计工作时的波形。此设计可以在指定的时间点对输入通道采样，定时器计数值的重新装载由硬件实现，采样通道切换由SAR的多路器硬件实现，全过程仅在采样数据读取时需要软件参与，从而节省大量的CPU运行时间。

　　图5：设计实例：使用定时器的计数器溢出触发SAR ADC

　　图6：硬件触发信号工作波形

　　采样值范围比较

　　PSoC4 SAR提供了硬件级别的采样值范围比较。通过设定一个最大值，一个最小值，SAR可以对每一个通道的采样值进行快速的范围比较，一旦发现采样结果超出了给定数值范围，一个范围越界的中断会立即产生，从而触发SAR的中断服务程序。如图7所示，范围比较模式有四种选项，采样值小于最小值，采样值大于最大值，采样值在二者之间，和采样值在二者之外。结合每个通道的中断屏蔽寄存器，可以针对选定的通道实现快速范围比较。

　　图7：SAR配置 - 采样值范围比较

　　独立的通道配置寄存器

　　PSoC4 SAR为每一个输入通道提供了一组独立的配置寄存器，可以使得通道属性存在不同，如图8所示的3通道采样，第一个通道采用差分输入，结果存为12位，信号获取时间增加1微秒（单独设置的A clks），并且对采样结果进行范围比较；其余两个通道为单端输入，结果存为8位（可选分辨率ALT），使用默认信号获取时间，无需对采样结果进行范围比较。这种独立的通道配置寄存器能够更好的满足实际应用中多变的需求，减少工程师对于琐碎控制逻辑的关注，从而实现产品的核心功能。

　　图8：SAR配置 – 不同通道配置的多通道采样