MSP430F2XX中文手册(加了标签) 14.运算放大器

微控设计网运算放大器版本:1.4日期:2007.5.原文:TIMSP430x2xxfamily.pdf翻译:陈军长春工业大学编辑:DC微控技术论坛版主注：以下文章是翻译TIMSP430x2xxfamily.pdf文件中的部分内容。由于我们翻译水平有限，有整理过程中难免有所不足或错误；所以以下内容只供参考.一切以原文为准。详情请密切留意微控技术论坛。第14章OAOA是通用运算放大器。本章描述了OA。在MSP430x22x4配置了两个OA模块。微控设计网转换前的模拟信号调理。OA特征如下：l单电源供电，工作电流低；l轨对轨输出；l可通过程序设置稳定时间；l可通过软件选择配置模式；l可通过软件选择反馈电阻，以应用在PGA（比例增益放大器）上。注意：多OA模块有些芯片内置了一个以上的OA模块。在这种情况下，各OA模块独立工作。在本节里，会出现如OAxCTL0这样的用来描述寄存器名字的术语。这时，x常用来表示讨论的是哪个OA模块。独立工作时，寄存器像OAxCTL0这样简写。微控设计网－1OA模块框图14.2OA操作OA模块由用户通过软件设置。下面部分将讨论OA的设置和操作。微控设计网是可配置、低电流、轨对轨输出的运算放大器。它可以被配置成反相放大器，或同相放大器，或与其它OA模块组合形成差分放大器。OA的输出反馈速率可以用OAPMx位配置成最佳的稳定时间。当OAPMx=00时，OA关闭，输出为高阻态。当OAPMx0时,OA打开。参数见具体的模块数据手册。14.2.2OA输入OA具有可配置的输入选择。+和-端输入可以通过OANxandOAPx位进行独立选择，可以选择为外部信号或内部信号。OA0I1提供一个同相输入，在所有OA模块的内部都有同相输入。OAxIA和OAxIB提供依赖器件的输入。信号连接参考器件数据手册。当外部反相输入不需要时，置位OANEXT位，可以使内部反相输入用于外部。14.2.3OA输出和反馈线路OA具有可配置的输出选择，由OAADCx位和OAFCx位控制。OA输出信号可以在内部供给ADC10输入的A12(OA0),A13(OA1)和A14(OA2)，或者连接到这些ADC的输入和其外部引脚。OA输出也可以通过设置OAFCx位连接到一个内部梯形电阻网络。梯形电阻网络抽头可由OAFBRx位选择，具有可编程增益放大功能。表14-1表明了OA输出和反馈线路配置。当OAFCx=0时，OA为通用模式，器件的反馈在外部完成。当OAFCx0和OAADCx=00或11时,OA的输出通过内部路径连接到器件。当OAFCx0和OAADCx=01或10,OA输出由内部和外部路径连接到器件。表14-1OA输出配置OAFCxOAADCxOA输出和反馈线路=0x0OAxOUT连接到外部引脚和ADC输入的A1,A3或A5.=0x1OAxOUT连接到外部引脚和ADC输入的A12,A13或A14.000OAxOUT只用作内部线路.001OAxOUT连接到外部引脚和ADC输入的A12,A13或A1010OAxOUT连接到外部引脚和ADC输入的A1,A3或A5.011OAxOUT通过内部连接到ADC输入的A12,A13或A14。外部A12,A13或A14引脚与ADC连接断开。14.2.4OA配置OA可以通过OAFCx位配置具有不同的放大功能，见表14-2。表14-2OA模式选择OAFCxOA模式000通用运算放大器001用于三运放差分放大器的单位增益缓冲器010单位缓冲器（相当于电压跟随器）011比较器100同相PGA(比例放大)放大器101级连同相PGA放大器110反相PGA放大器111差分放大器通用运算放大器模式微控设计网运算放大器在该模式下，反馈梯形电阻网络与OAx是独立的，由OAxCTL0位定义信号路径。OAx输入由OAPx和OANx位选择。OAx输出可以通过OAxCTL0位来选择连接到ADC10输入通道。用于差分放大器的单位增益模式该模式下，OAx的输出连接到OAx的反相输入端，OAx提供一个单位增益缓冲器。同相输入由OAPx位选择。连接到反相输入端的外部连接禁止，OANx位无需关注（状态任意）。OAx的输出连接到梯形电阻网络，作为三运放差分放大器的一部分。该模式只用于三运放差分放大器结构。单位增益模式该模式下，OAx的输出连接到OAx的反相输入端，OAx提供一个单位增益缓冲器（也称为电压跟随器）。同相输入由OAPx位选择。连接到反相输入端的外部连接禁止，OANx位无需关注。OAx输出可以通过OAxCTL0位来选择连接到ADC10输入通道。比较器模式该模式下，反馈梯形电阻网络与OAx是独立的。当OARRIP=0时，RTOP连接到AVSS，RBOTTOM连接到AVCC。当OARRIP=1时,梯形电阻网络的连接反相，RTOP连接到AVCC，RBOTTOM连接到AVSS。OAxTAP信号连接到OAx的反相输入端，OAx提供一个具有可编程门限电压的比较器，该电压由OAFBRx位确定。同相输入端由OAPx位确定。通过外部反相反馈电阻可以增加延迟。反相输入端的外部连接被禁止，OANx位无需关注。OAx输出可以通过OAxCTL0位来选择连接到ADC10输入通道。同相PGA模式该模式下，OAx的输出连接到RTOP,RBOTTOM连接到AVSS。OAxTAP连接到OAx的反相输入端。OAx提供一个具有[1+OAxTAP比值]增益的可编程同相放大器。OAxTAP比值由OAFBRx选择，如果OAFBRx＝0，增益是1。同相输入由OAPx位选择。反相输入引脚上的外部连接被禁止，OANx位无需关注（状态任意）。OAx输出可以通过OAxCTL0位来选择连接到ADC10输入通道。级联同相PGA模式该模式允许OA信号在内部按照反相模式级联2个或3个OA。该模式下，当OAPx=11时，OAx的反相输入连接到OA2OUT(OA0),OA0OUT(OA1)或OA1OUT(OA2)。OAx输出可以通过OAxCTL0位来选择连接到ADC10输入通道。反相PGA模式该模式下，OAx的输出连接到RTOP,RBOTTOM连接到一个模拟多路复用器，它可以复用OAxI0,OAxI1,OAxIA或由OANx位选择的剩余的一个OAs的输出。OAxTAP信号连接到OAx的反相输入端。OAx提供一个具有-OAxTAP比值增益的反相放大器。OAxTAP比值由OAFBRx位选择。OAPx位确定同相输入。OAx输出可以通过OAxCTL0位来选择连接到ADC10输入通道。注意：使用OAx负输入同时用作ADC输入当引脚连接到反相输入多路复用器时，也被用作了ADC的输入，由于内部线路上的压降，转换结果的误差可能上升到5mV。差分放大器模式该模式允许OA信号在内部连接形成一个两运放或三运放的仪表放大器。图14-2表示了OA0和OA1构成的两运放配置。该模式下，通过经由反相PGA模式下的另一OAx，OAx的输出连接到微控设计网。RBOTTOM断开，提供一个单位增益缓冲器。该缓冲器与1到2个剩下的OAx组合形成差分放大器。OAx输出可以通过OAxCTL0位来选择连接到ADC10输入通道。图14-2表示了一个由OA0和OA1构成的两运放差分放大器。控制寄存器设置见表14-3。放大器的增益由OA1的OAFBRx位决定，见表14-4。OAx的相互连接见图14-3。表14－3两运放差分放大器控制寄存器设置寄存器设置(二进制)OA0CTL0xxxxxx00OA0CTL10001110x表14－3两运放差分放大器增益设置OA1OAFBRxGain00000011/3010101112/3100310141/3110711115图14-2两运放差分放大器微控设计网构成的三运放差分放大器。（三运放不是在所有的器件中都具有，参见具体的器件数据手册）。控制寄存器的设置见表14-5。其增益由OA0,OA2的OAFBRx位确定。OA0,OA2的OAFBRx位的设定必须相同。增益设置见表14-6。OAx相互连接见表14-5。微控设计网三运放差分放大器控制寄存器设置寄存器设置(二进制)OA0CTL0xxxxxx00OA0CTL1xxx0010xOA1CTL0xxxxxx00表14－6三运放差分放大器增益设置OA0/OA2OAFBRxGain00000011/3010101112/3100310141/3110711115图14-4三运放差分放大器微控设计网读/写0C0h复位和POROA0控制寄存器1OA0CTL1读/写0C1h复位和POR微控设计网读/写0C2h复位和POROA1控制寄存器1OA1CTL1读/写0C3h复位和POROA2控制寄存器0OA2CTL0读/写0C4h复位和POROA2控制寄存器1OA2CTL1读/写0C5h复位和POROAxCTL0,运放控制寄存器0OANxBits7-6反相输入选择。这两位用于选择OA反相输入端的输入信号。00OAxI001OAxI110OAxIA－连接信号参考数据手册11OAxIB－连接信号参考数据手册OAPxBits5-4同相输入选择。这两位用于选择OA同相输入端的输入信号。00OAxI001OA0I110OAxIA－连接信号参考数据手册11OAxIB－连接信号参考数据手册OAPMxBits3-2反馈速率选择。00关闭,输出高阻态01低速10中速11快速OAADCxBits1-0OA输出选择。这两位和OAFCx位一起控制OAPMx0时OAx的输出路径。当OAFCx=0:00OAxOUT连接到外部引脚和ADC输入的A1,A3或A501OAxOUT连接到外部引脚和ADC输入的A12,A13或A1410OAxOUT连接到外部引脚和ADC输入的A1,A3或A511OAxOUT连接到外部引脚和ADC输入的A12,A13或A14当OAFCx0:00OAxOUT只用在内部连接。01OAxOUT连接到外部引脚和ADC输入的A12,A13或A1410OAxOUT连接到外部引脚和ADC输入的A1,A3或A511OAxOUT内部连接到ADC输入的A12,A13或A14.外部A12,A13或A14与ADC断开连接。OAxCTL1,运放控制寄存器1微控设计网