情報処理 ADコンバータの基礎 アナログ電圧値をディジタル・データとして取 り込む

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1 情報処理 ADコンバータの基礎 アナログ電圧値をディジタル・データとして取 り込む
R8C ADコンバータの利用 アナログ電圧値をディジタル・データとして取 り込む

2 A-Dコンバータの基礎 １０１ １０１ ０１１ ００１ 例えば、0V～5Vを3ビット(000～111)でAD変換すると ディジタル値
（マイコンに取り込む値） 電圧 5V 000 001 010 011 100 101 110 111 サンプリング 連続する電圧データのある瞬間の値を取り出すこと サンプリング周期（周波数） 一定時間間隔でサンプリングする場合の周期（周波数）I 量子化誤差 アナログ電圧をディジタル値に変換する際に、最も近いディジタル値に置き換えることによる誤差 １０１ １０１ ０１１ ００１ 0V サンプリング サンプリング サンプリング サンプリング 時間

3 A-Dコンバータの基礎. 例えば、0V～5Vを3ビット(000～111)でAD変換すると 電圧 5V 111 110 サンプリング
001 010 011 100 101 110 111 サンプリング 連続する電圧データのある瞬間の値を取り出すこと サンプリング周期（周波数） 一定時間間隔でサンプリングする場合の周期（周波数）I 量子化誤差 アナログ電圧をディジタル値に変換する際に、最も近いディジタル値に置き換えることによる誤差 0V 時間

4 R8C/Tiny ADコンバータ関連レジスタ
レジスタ名 ビット名 機能 ad ディジタル値の読み込み 16ビット中、下位10ビット（または8ビット）のみ使用 adcon0 ch2,ch1,ch0 アナログ入力端子選択ビット 例）ch2,ch1,ch0=100の場合AN8を選択 md 単発モード(0)、繰り返しモード（1）の選択 adgsel0 AD入力グループ選択（AD使用時は必ず1にする） adcap ソフトウェアトリガ(adst=1で変換開始）（0） または、タイマZ割込み要求で開始（1） adst 変換開始(1) , (変換終了時には自動的に0になる） cks0 周波数選択ビット（f2(1) , f4(0)） adcon1 bits 8ビットモード（0）、10ビットモード（1）の選択 cks1 周波数選択ビット（f1(1), またはcks0有効（0）） vcut Vref接続（1）（AD使用時は1にする） Vrefとは参照電圧（アナログ電圧がVrefのときに 　　　　　　　　　　　　ディジタル値は最大値となる） adcon2 smp サンプル・アンド・ホールドあり

5 R8C/Tiny AD変換の実行 adst=1 while( adst == 1);
adstを１にするとAD変換開始 adstが0になるとFALSEとなりループを抜ける（次の命令に進む） AD変換中はTRUEのためループを繰り返す AD変換が終了するとadstは自動的に0になる adst AD変換中

6 R8C/Tiny AD変換の実行. adst=1 while( adst == 1);
adstが0になるとFALSEとなりループを抜ける（次の命令に進む） AD変換が終了するとadstは自動的に0になる adst AD変換中

7 R8C/Tiny AD変換データの取り出し ad_data=ad & 0x03ff; adレジスタ d 1 この範囲の値は不定
10ビットモードでは、この10ビットにディジタル値が入る d adレジスタ 1 0x03ff ビットアンド d ad_data

8 演習：AD動作確認 サンプルプログラム（配布プリント）を作成し、動作を確 認します GUI I/O
サンプルプログラムは、教科書のプログラムを少し変更したものです（10ビ ットモード） シミュレータでは、以下の項目を設定します I/Oタイミング設定 [表示]-[CPU]-[I/Oタイミング設定]でI/Oタイミング設定ウィンドウを 表示します。 （新規のプロジェクトでない場合は）「削除」アイコン（左から３ 番目）をクリックし、「I/Oスクリプトファイルの削除」にチェック を入れて「次へ」をクリックし、表示されているスクリプトファイ ルを削除する。（これは、以前の課題のI/Oタイミング設定です） 「読み込み」アイコン（左から4番目）をクリックし、配布した ad.iosを読み込む GUI　I/O [表示]-[グラフィック]-[GUI I/O]でGUI　I/O画面を表示 右クリックで[読み込み]を選択し、ad.pnlを読み込む

9 演習：AD動作確認２ また、残りの時間は課題製作物の検討時間とします 動作確認が終わったら、
基板では、cdsセンサに入る光を調節して動作を確認します 動作確認が終わったら、 教科書とプリントを読み、動作を理解します わからない所があれば、質問します 時間がある人は、以下の課題に取り組みます 電池の電圧チェッカとして動作するように、1V以下でLEDは2個とも消灯 、１V～１．５VでLEDが1個点灯、１．５V以上でLED２個点灯するように する また、残りの時間は課題製作物の検討時間とします