SH7085のA/D変換器（その２）

ここでは、SH7085のA/D変換器の変換モードのスキャンモードについて説明する。

スキャンモードには、２つのモードがある。１つは、１サイクルスキャンモードで、指定されたチャネルすべてを１回変換して終了するモードである。２つ目は、連続スキャンモードである。連続スキャンモードは、指定されたチャネルをA/D変換し続けるモードである。この連続スキャンモードは、自動では終了しないので、プログラムで明示的にADSTビットを0にして停止させなければならない。

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１サイクルスキャンモード

シングルモードとスキャンモード（１サイクルスキャンと連続スキャンの両方をさす）の切り替えは、ADCSRレジスタのADMビットで行う。

図１：ADCSRレジスタ

 ADMは、AD Mode の略語でその名の通り、AD変換のモードを切り替えるビットである。ビットフィールドは、２ビットあり、00 ～ 11 までの４通りの設定が可能である。下記にそれぞれの設定の内容を示す。

• 00 ： シングルモード
• 01 ： ４チャネルスキャンモード
• 10 ： ８チャネルスキャンモード（SH7085 では動作しない）
• 11 ： ２チャネルスキャンモード

上記の設定のうち、00 以外の値を設定すると スキャンモードになる。SH7085 のスキャンモードでは、２チャネルスキャンモードか４チャネルスキャンモードを利用する。

２チャネルスキャンモードも４チャネルスキャンモードも必ず２チャネルや４チャネルA/D変換するのではなく、最大２チャネルまたは４チャネルをA/D変換するという意味である。どのチャネルをA/D変換するかは、ADCSRレジスタのCHビットで設定する。表１に２チャネルスキャンモードでのCH の設定、表２に４チャネルスキャンモードでのCHの設定を示す。

表１：２チャネルスキャンモードの設定

表２：４チャネルスキャンモードの設定

ADCSRレジスタのADM ビットを 00 以外のスキャンモードに設定したとしても、CH ビットの初期値が 0 なので、１チャネルしかA/D変換されないので注意が必要である。

また、ADM や CH ビットを設定するときは、必ずA/D 変換器が停止している状態で設定すること。つまり、ADST が 0 のときに設定を行うこと。

 プログラム１：１サイクルスキャンモードのサンプルプログラム

 1: #include "iodefine.h"
 2: #define printf ((int (*)(const char *,...))0x00007c7c)
 3:
 4: void main(void) {
 5:   STB.CR4.BIT._AD0 = 0;
 6:   AD0.ADCSR.BIT.ADM = 3;
 7:   AD0.ADCSR.BIT.CH = 1;
 8:   AD0.ADCR.BIT.ADST = 1;
 9:   while(AD0.ADCR.BIT.ADST);
10:   AD0.ADCSR.BIT.ADF = 0;
11:   printf("ADDR0 = %04dnADDR1 = %04d n",
                                       AD0.ADDR0 >> 6, AD0.ADDR1 >> 6);
12:   while(1);
13: }

６行目で２チャネルスキャンモードに設定している。ミームスのアナログジョイスティックは、上下左右方向の検出にAN0 と AN1 を使っているので、２チャネルの設定でA/D 変換が可能となる。７行目でAN0 と AN1 の２チャネルの設定を行っている。この行を忘れると AN0 しかA/D変換されないので、必ず設定すること。あとは、シングルモードと同じでA/D変換をスタートさせて、終了するのを待つだけである。

具体的な動作を下記の動画で確認すること。

動画１：プログラム１の動画

では、下記から１サイクルスキャンモードの演習用ワークスペースをダウンロードして演習を行うこと。

プログラムソースの ex1 は，サンプルプログラムである．

 adc_1scan.zip

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演習問題

下記は、A/D 変換の１サイクルスキャンモードを使った演習問題である。特に断りが無い限り、A/D変換のモードは１サイクルスキャンモードでAN0 と AN1 をA/D変換する２チャネルスキャンモードに設定すること。また、A/D変換の終了待ちについても特に指定が無い限り、ADST と ADF のどちらを使ってもよいこととする。

１．サンプルプログラム(ex1)をビルドし、動作を確認せよ．
２．プログラム１のサンプルプログラムを参考に、A/D 変換の終了待ちを ADF ビットで行うプログラムを作成せよ。（ex2）

動画２：演習問題２の動作

３．SW6 でA/D 変換を開始し、結果をhterm に表示するプログラムを作成せよ。（ex3）

動画３：演習問題３の動作

４．SW6 でA/D 変換を開始し、結果をLCD に表示するプログラムを作成せよ。（ex4）

 動画４：演習問題４の動作

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連続スキャンモード

連続スキャンモードに設定するには、ADCSR レジスタの ADCS ビットを 1 に設定すればよい。ADCS ビットは、0 で1サイクルスキャンモード、1 で連続スキャンモードを指定することができる。ただし、シングルモードで使う場合は、このビットは無効となり意味をなさない。

連続スキャンモードの注意点は、シングルモードや１サイクルスキャンモードのように、A/D変換が終了すると、ADST ビットが 0 にならない点である。

つまり、連続スキャンモードでは、A/D 変換の終了は、ADF ビットで確認するしかない。

 プログラム２：連続スキャンモードのサンプルプログラム

 1: #include "iodefine.h"
 2: #define printf ((int (*)(const char *,...))0x00007c7c)
 3:
 4: void main(void) {
 5: STB.CR4.BIT._AD0 = 0;
 6: AD0.ADCSR.BIT.ADM = 3;
 7: AD0.ADCSR.BIT.ADCS = 1;
 8: AD0.ADCSR.BIT.CH = 1;
 9: AD0.ADCR.BIT.ADST = 1;
10: while(1) {
11:   while(!AD0.ADCSR.BIT.ADF);
12:   AD0.ADCSR.BIT.ADF = 0;
13:   printf("ADDR0 = %04dnADDR1 = %04d n",
                                      AD0.ADDR0 >> 6, AD0.ADDR1 >> 6);
14: }

上記のサンプルプログラムは、１サイクルスキャンモードとほぼ同じである。異なるのは、７行目のADCS ビットの設定のみである。動作を下記の動画１に示す。

動画１：プログラム２の動作

では、下記から連続スキャンモードの演習用ワークスペースをダウンロードして演習を行うこと。

プログラムソースの ex1 は，サンプルプログラムである．

adc_nscan.zip

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演習問題

下記は、A/D 変換の連続スキャンモードを使った演習問題である。特に断りが無い限り、A/D変換のモードは連続スキャンモードでAN0 と AN1 をA/D変換する２チャネルスキャンモードに設定すること。

１．サンプルプログラム(ex1)をビルドし、動作を確認せよ．
２．SW6 でA/D 変換をスタートさせて、SW4 でストップさせるプログラムを作成せよ。（ex2）

動画２：演習問題２の動作

３．SW6 でA/D 変換をスタートさせて、SW4 でストップさせ、結果をLCD へ表示させるプログラムを作成せよ。（ex3）

動画３：演習問題３の動作

４．SW6でA/D 変換をスタートさせて、SW4 でストップさせ、結果をLCD へ表示させるプログラムを作成せよ。ただし、CMT1 を使って 10ms 500ms ごとに変換結果を取得するようにせよ。（ex4）

 動画４：演習問題４の動作