Il PIC ha al proprio interno un convertitore AD a 10 bit. Per i dettagli sul funzionamento generale dei convertitori AD rimandiamo il lettore all'apposita sezione del sito. Lo schema a blocchi, così come è riportato nel manuale, è il seguente:

Notiamo che lo schema è composto dalle seguenti parti:

1. Un multiplexer digitale a 14 ingressi (MUX) che consente di inviare al convertitore il segnale proveniente da 14 diverse sorgenti (ovviamente una alla volta). La selezione dell'ingresso avviene attraverso i 4 pin CHS (CHS0, CHS1, CHS2, CHS3) del registro ADCON0.
   
   
2. La tensione di riferimento può essere la tensione di alimentazione del PIC V_DD oppure una diversa tensione V_REF applicata al pin RA1/AN1. La scelta fra le due diverse tensioni di riferimento avviene tramite il bit VCFG del registro ADCON0.
   
   
3. Il segnale GO/DONE (che corrisponde a un bit del registro ADCON0) serve per avviare una conversione (segnale di Start of Conversion) o per segnalare che la precedente conversione è terminata (segnale di End of Conversion).
   
   
4. Il segnale ADON (corrispondente a un bit di ADCON0) serve per abilitare o disabilitare il funzionamento del convertitore AD.
   
   
5. Al termine della conversione il risultato a 10 bit è salvato nella coppia di registri a 8 bit ADRESH e ADRESL.
   
   
6. Il bit ADFM (sempre appartenente al registro ADCON0) serve per stabilire il formato di rappresentazione del dato in uscita (vedi qui sotto).

 

Siccome il convertitore produce un risultato a 10 bit (e dunque un valore compreso fra 0 e 1023) non è sufficiente un unico registro a 8 bit per contenerlo. Per questo motivo sono utilizzati i due registri ADRESH e ADRESL, che insieme hanno bit in abbondanza (16). Il risultato viene salvato nella coppia di registri in due modi possibili, a seconda del valore del bit ADFM:

• Right justified (ADFM=1): in questo caso gli 8 bit meno significativi vengono salvati in ADRESL e i due bit più significativi rimanenti in ADRESH:
  
  
• Left justified (ADFM=0): in questo caso gli 8 bit più significativi vengono salvati in ADRESH e i due bit meno significativi rimanenti in ADRESL:
  

Dal numero intero N a 10 bit risultante dalla conversione è possibile risalire al valore della tensione analogica convertita con la seguente formula:

V_analogica = N * V_riferimento/1024

Per esempio, supponendo di usare una V_riferimento = 10 V e che il risultato della conversione sia N = 724, il valore della tensione analogica convertita è:

V_analogica = 724 * 10/1024 = 7,07 V

Tale valore è noto in teoria con un errore massimo pari a mezzo quanto e cioè

Errore = Q/2 = (V_riferimento/1024)/2 = (10/1024)/2 = ±4,9 mV

In realtà l'errore è maggiore a causa di errori di non linearità e di offset presenti nel convertitore AD del PIC.

Il funzionamento dell'ADC è controllato da due registri: ADCON0 e ADCON1. Parleremo più avanti di ADCON1. I bit di ADCON0 sono i seguenti:

Il significato dei diversi bit, in gran parte già esaminati prima, è il seguente:

• ADFM serve per stabilire il formato del dato in uscita (ADFM=1 right justified, ADFM=0 left justified);
  
  
• VCFG serve per selezionare la tensione di riferimento (VCFG=1 seleziona V_REF, VCFG=0 seleziona V_DD);
  
  
• CHS3, CHS2, CHS1 e CHS0 selezionano la sorgente multiplexata da inviare al convertitore:
  
  
  
  Note:
  
  - CVREF è la tensione usata internamente dai comparatori del PIC (e a sua volta dipendente dalla tensione di alimentazione VDD);
  
  - VP6 è il generatore interno al PIC di tensione costante 0,6 V. Scegliendo VP6 come ingresso dell'ADC e usando come tensione di riferimento la tensione V_DD di alimentazione del PIC, è possibile misurare il valore della V_DD stessa. Questo è utile quando il PIC è alimentato per esempio da una batteria e si vuole conoscere la percentuale di carica della batteria stessa.
  
  
• GO/DONE serve per avviare una nuova conversione (GO/DONE=1); al termine della conversione il bit viene automaticamente azzerato dal convertitore stesso per segnalare il completamento dell'operazione (GO/DONE=0).
  
• ADON serve per abilitare (1) o disabilitare (0) il funzionamento del convertitore AD; quando il convertitore è disabilitato, è spento e non consuma corrente.

 

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