MSP432学习笔记：REF_A模块

REF_A模块是一个通用的参考系统，用于为给定设备上的其他模拟模块(如模数转换器、数模转换器、比较器或LCD控制器)生成所需的电压参考。本章描述REF_A模块。

1.1：REF_A介绍

REF_A模块生成供设备中各种模拟模块使用的参考电压。REF_A模块的核心是一个带隙，所有其他参考电压都从这个带隙中通过统一或同相增益阶段。REF_A模块中的REFGEN子系统由带隙带隙偏置和产生可用的初级电压基准的非逆变缓冲级系统:1.2 V, 1.45 V, 2.5 V。此外，当启用时，可用缓冲带隙电压。REF_A的功能包括:

•集中式工厂校准带隙，具有优异的PSRR、温度系数和准确度

•1.2 v、1.45 v或2.5 v用户可选择的内部参考电压

•缓冲带隙电压可用于系统的其他部分

•节电功能

•针对带隙和可变参考电压的硬件参考请求和参考准备信号

安全操作

图21-1显示了一个示例设备中REF_A模块的框图，该示例设备包含ADC、DAC和an

液晶控制器，和一个比较器。

 1.2.操作原理

REF_A模块提供各种模拟所使用的所有必要电压参考设备上的模块。REF_A模块包含一个高性能带隙。此带隙具有良好的精度(出厂)(校准)，低温系数，高PSRR，即使在低功率运行。的能带电压通过非逆变放大器产生1.2 V、1.45 V、2.5 V参考电压阶段。一次可以选择一个电压。REF_A模块的第二个输出提供了一个缓冲隙参考线。REF_A模块还支持DAC12模块，当它可用时。REF_A模块还包括温度传感器电路这是从带隙开始的。温度传感器被ADC用来测量电压与温度成正比。当REFON位在REFCTL0寄存器中设置为1时，带隙、带隙偏置非逆变缓冲级，并启用单位增益缓冲。

2.1低功耗操作

REF_A模块可以支持低功耗的应用程序，如LCD生成。许多这样的与数据转换相比，应用程序不需要非常精确的参考，而是低功耗消耗非常重要。为了支持这类应用程序，带隙可被用于采样模式。在采样模式下，带隙电路由VLO在适当的负载下计时周期。这大大降低了带隙电路的平均功率，但以牺牲精度为代价。当不处于采样模式时，带隙处于静态模式。它的性能是最高的，准确性也是最高的。模拟模块可以通过各自的模块自动请求静态模式或采样模式请求执行。通过这种方式，每个模块都决定了哪种模式适合其适当的操作和性能。任何一个主动模拟模块请求静态模式都会导致所有其他模拟模块使用静态模式，即使另一个模拟模块正在请求采样模式。换句话说，静态模式请求总是比抽样模式请求具有更高的优先级。当REFON位被设置时，带隙带隙偏压在静态模式下工作。

2.2参考系统的请求

REF_A模块使用三个基本的引用请求。每个模拟模块都可以使用这些请求从REF_A模块获得适当的响应。这三个基本要求是REFGENREQ、REFBGREQ和REFMODEREQ。用户代码不需要交互。模拟模块自动选择适当的请求。引用请求信号REFGENREQ可作为REFGEN子系统的输入。这个信号代表的逻辑或单个信号的请求来自多个模拟模块要求在可变参考线上有电压参考的装置。当一个模块需要一个电压参考，它断言其相应的REFGENREQ信号。当REFGENREQ是断言，REFGEN子系统是启用的。在指定的安置时间之后，变量参考线电压稳定，可随时使用。REFVSEL设置确定在变量引用。在REFGEN子系统指定的解决时间之后，REF_A模块设置REFGENRDY信号。这个信号被每个模拟模块使用，例如，在ADC转换之前等待，在设置REFGENREQ后启动。可以通过计时器触发基准电压的生成或者通过软件来确保在模拟模块需要时参考电压已经准备好。除了REFGENREQ之外，还有第二个引用请求信号REFBGREQ可用。REFBGREQ信号表示一个逻辑或来自各种模拟模块的请求，要求缓冲带隙参考线。当REFBGREQ被断言时，带隙具有其偏差如果先前的请求尚未启用电路和本地缓冲区，则启用它们。在REFBGREQ子系统指定解决时间之后，REF_A模块设置REFBGRDY信号。该信号由每个模拟模块在缓冲带隙引用时保持操作电压设置好。缓冲带隙电压的产生可由定时器触发或由软件，以确保参考电压准备好时，模拟模块需要它。

REFMODEREQ请求信号配置带隙及其偏置电路，使其在采样中运行或静态操作模式。REFMODEREQ信号表示一个逻辑的、独立的请求来自各种模拟模块。REFMODEREQ只发生在至少一个模拟模块，REFGENREQ或REFBGQ也被断言时，否则不必在乎。当REFMODEREQ = 1时，带隙在采样模式下工作。当一个模拟模块对其进行断言时对应的REFMODEREQ信号，要求带隙在采样模式下工作。因为REMODEREQ是一个逻辑的和所有独立的请求，任何模拟模块请求静态模式使带隙在静态模式下运行。BGMODE位可以读取为的指示符静态或取样的操作模式。

2.2.1 REFBGACT、REFGENACT REFGENBUSY

任何使用变量引用行的模拟模块都将在REFCTL0寄存器被置位。该位仅被读取，并指示REFGEN是活动的还是关闭的，当一个或多个模拟模块正在使用缓冲带隙时，REFBGACT是活动的参考线。这个位是只读的，并指示REFBG是活动的还是关闭的。当声明REFGENBUSY信号时，表明模拟模块正在使用引用和不能更改任何设置。例如，在活动ADC14转换期间，引用不应改变电压电平。当存在活动ADC14时断言REFGENBUSY转换。当它被断言时，REFGENBUSY写保护REFCTL0寄存器。这阻止了引用在任何活动转换期间被禁用或其级别发生更改。

2.2.2 ADC14

对于包含ADC14模块的设备，有两个缓冲区。参考ADC14框图在ADC14章节。大缓冲区(BUF_EXT)可以被用来驱动参考电压可变参考线，外部的设备。由于可选择的突发模式，该缓冲器的功耗较大，以及它需要驱动更大的直流负载，可能出现在设备外部。当REFON = 1、REFOUT = 1和ADC14REFBURST = 0时，大缓冲区将连续启用。当ADC14REFBURST = 1时，大缓冲区仅在ADC转换期间启用，关闭自动完成一次转换，节省电能。此外，当REFON = 1和REFOUT时= 1，第二个小缓冲区(BUF_INT)被自动禁用。在这种情况下，输出的大缓冲器通过内部模拟开关连接到电容器阵列。这确保了相同的在整个系统中使用引用。如果REFON = 1, REFOUT = 0，则使用小缓冲区ADC转换和大缓冲区仍然禁用。小缓冲区也可以在突发模式下工作通过设置ADC14REFBURST = 1。

3.0 REF_A寄存器

REF_A寄存器列在表21-1中。基本地址可以在特定于设备的数据表中找到。地址偏移量列在表21-1中。
注意:所有寄存器都有半字或字节访问。对于通用寄存器ANYREG，后缀“_L”
(ANYREG_L)是指寄存器的较低字节(从0位到7位)。
(ANYREG_H)指寄存器的上位字节(从8位到15位)。

                                                                    Table 21-1. REF_A Registers

偏移	首字	寄存器名	类型	存取	复位	章节
00h	REFCTL0	REFCTL0	Read/Write	word	0008h	Section 21.3.1
00h	REFCTL0_L		Read/write	Byte	08h
01h	REFCTL0_H		Read/write	Byte	00h

注意:这是一个16位模块，只能通过字节(8位)或半字(16位)访问。对该模块的32位读写访问会导致总线错误。
有关以下部分中使用的寄存器位访问和重置约定的详细信息，请参阅前言。 

3.1 REFCTL0寄存器(偏移量= 00h)[复位= 0008h]
REF控制寄存器0

 

Bit	Field	type	Reset	Description
15-14	Reserved	R	0h	保留。总是等于0。
13	REFBGRDY	R	0h	缓冲带隙电压就绪状态。 0b =缓冲带隙电压未准备好使用。 缓冲带隙电压可以使用了。
12	REFGENRDY	R	0h	可变参考电压准备状态。 0b =参考电压输出未准备好使用。 1b =参考电压输出已准备好使用。
11	BGMODE	R	0h	带隙模式。只读的。 0b =静态模式 抽样方式
10	REFGENBUSY	R	0h	参考发生器忙。只读。 0b =参考发电机不忙 参考生成器繁忙
9	REFBGACT	R	0h	参考能带活跃。只读。 0b =参考带隙缓冲区不活动 1b =参考带隙缓冲区活动
8	REFGENACT	R	0h	参考发生器活跃。只读。 0b =参考生成器未激活 参考生成器激活
7	REFBGOT	RW	0h	带隙和带隙缓冲器一次性触发。如果用“1”写，则开始产生缓冲带隙电压。一旦设置了带隙缓冲电压请求，硬件就会清除该位。 0b =无触发器 带隙电压的产生由写入1或硬件触发器开始。
6	REFGENOT	RW	0h	引用生成器一次性触发器。如果用“1”表示，则启动可变参考电压的生成。一旦设置了参考电压请求，硬件就会清除该位。 0b =无触发器 参考电压的产生是由写入1或硬件触发器开始的。
5-4	REFVSEL	RW	1h	参考电压电平选择。只能在REFGENBUSY = 0时修改。 00b = 1.2 V可供参考，或REFON = 1 01b = 1.45 V，当引用请求或REFON = 1时可用 10 b =保留 11b = 2.5 V，当引用请求或REFON = 1时可用
3	REFTCOFF	RW	0h	温度传感器禁用。只能在REFGENBUSY = 0时修改。 0b =启用温度传感器 禁用温度传感器，节省电源
2	Reserved	RW	0h	保留
1	REFOUT	RW	0h	参考输出缓冲区。只能在REFGENBUSY = 0时修改。 0b =外部不可用的引用输出。 外部可用的引用输出。如果ADC14REFBURST = 0，则输出是连续可用的。如果ADC14REFBURST = 1，输出仅在ADC14转换期间可用。
0	REFON	RW	0h