18.2. Vorteiler und Wandlungszeit

ADC Vorteiler

Die Schaltung für die succsessive Approximation benötigt einen Takt mit einer Frequenz zwischen 50kHz und 200kHz, um die maximale Aulösung zu erreichen. Wenn kleinere Auflösungen als 10 bit ausreichen, kann die Taktfrequenz des ADC auch höher als 200 kHz sein, um dadurch eine höhere Abtastrate zu erreichen.

Das ADC-Modul enthält daher einen Vorteiler, der einen brauchbaren ADC-Takt aus CPU Taktfrequenzen über 100 kHz erzeugt. Der Vorteiler wird durch die ADPS Bits im ADCSRA Register eingestellt. Der Vorteiler startet in dem Moment, in dem der Analog-Digital-Wandler durch Setzen des ADEN-Bits im ADCSR-Register eingeschaltet wird. Der Vorteiler arbeitet so lange, wie ADEN gesetzt ist und wird kontinuierlich zurückgesetzt, wenn ADEN auf Low steht.

Wenn eine Wandlung durch Setzen des ADSC-Bits im ADCSRA-Register gestartet wird, beginnt die Wandlung mit der nächsten steigenden Flanke des ADC-Taktes. Eine normale Wandlung dauert 13 ADC-Takte lang. Die erste Wandlung, die nach dem Einschalten des ADC durchgeführt wird, dauert allerdings 25 Takte, da der analoge Schaltkreis erst initialisiert werden muss.

Der aktuelle sample and hold Vorgang beginnt 1,5 ADC-Takte nach dem Start einer normalen Wandlung und 13,5 ADC-Takte nach dem Start einer längern Wandlung. Nachdem eine Wandlung abgeschlossen wurde, wird das Ergebnis in die ADC-Daten-Register geschrieben und das ADIF-Flag wird gesetzt. Im Modus der Einzelwandlung wird gleichzeitig auch das ADSC-Bit gelöscht. Die Software kann das ADSC-Bit dann wieder setzen und eine neue Wandlung wird mit der steigenden Flanke des ADC-Taktes eingeleitet.

Im Modus der fortlaufenden Wandlung wird eine neue Wandlung sofort wieder angestoßen, sofern ADSC weiterhin auf high bleibt. Die nachfolgende Tabelle fasst die Wandlungszeiten noch einmal zusammen.

Zeitdiagramm erste Wandlung

Zeitdiagramm Einzelwandlung

Zeitdiagramm fortlaufende Wandlung

Wandlung	Sample&Hold (Anzahl Takte nach Start der Wandlung)	Anzahl der Takte für Wandlung
Verlängerte Wandlung	13,5	25,0
Normale Wandlung	1,5	13,0