Všeobecná zásada prevádzky ADC. Jednoduchá ADC - Prefix do PC. Schéma, Popis

Stalo sa tak, že hlavná MK, s ktorou pracujem neustále a na ktorom robím ohromujúcu väčšinu úloh Attiny2313. - Je obľúbený, a čo je najdôležitejšie najlacnejší regulátor Z celej čiary AVR. S počtom nôh viac ako 8. Vzal som si ich s množstvom asi tristo za 18, chtol, rubles vec. Ale ZAPLALAND - nemá žiadnu ADC. Vôbec nie. A potom potreboval - musíte merať signál zo snímača. Ambush. Nepokračujte kvôli tomuto odpadu na plnené Attiny26. - je drahšia a obr. Kde si môžete kúpiť s nami, a potom čo robiť s thádni Attiny2313. Čo už bolo zakúpené? Spýtal som sa mozgov ...

Prečo nie stonať ADP. Sekvenčné porovnanie? Samozrejme, rýchlosť a presnosť nebude fontána, ale bez zmeny typu MK a všetko s dvoma centovými časťami prídavnej súpravy tela, dostanem plný, aj keď brzda, 8-bitový ADC, celkom uspokojujúci môj skromný Žiadosti!

Ako má ADC sekvenčné porovnanie.
Čo máme Attiny2313. Analóg? Správny - . Teraz stačí žalovať merateľný signál na jeho vstupe a metodicky porovnať s referenčným napätím, lineárne meniť veľkosť referenčného napätia. Na ktorom z referenčných stresov nastane cvičenie komparátora, nameraný signál + / _ je približne rovnaký meraným signálom referencie.

Zostáva získať variabilné referenčné napätie a čo, z čisto digitálneho výstupu regulátora, môžete vytiahnuť analógový signál? Shim! Predkonfigurovanie. Na integráciu použite najjednoduchší RC filter. Kondenzátor bude integrovať poplatok a odpor nedá port pri nabíjaní konzondu. Výsledkom podložky cez podobný filter bude pomerne stabilné konštantné napätie.

Zostáva len odhadnúť hodnotenie filtra. Frekvencia rezu je frekvencia, pri ktorej sa filter začne spojiť s premennou komponentu, v RC filtra RC sa rovná inverznej sume z jeho časovej konštanty w \u003d 1 / RC. Zasekol som sa 0,33E-6 F a odpor 470 Ohm to ukázalo w \u003d 6447 Rad / c. V prípade rohová frekvencia Nezakrývali sme nikde, potom sme ju rozdelili na 2pi \u003d 6.28, dostali sa v blízkosti Kilohertz, 1026,6 Hz, ak sme presní. Akonáhle frekvencia Podložkaa môžeme ľahko byť o desiatky Kilohertu, potom na výstupe bude hladký, s malými vlnkami.

Teraz zabránime toto polenie na vstup komparátora, na druhom dni poskytnuté naše merané signál a začať sa baviť s kódom. Ukázalo sa, že táto schéma, zmontovaná ako. Tu však nie je Attiny2313 a Mega8, ktorý má ADC, ale zabudneme na svoju existenciu. Náš filter je nakreslený v červených riadkoch.

Kód bude rozstup, tak, aby sa neobťažoval, aby sa rozložili a oddeliili zdroje vo forme súborov:

• - hlavný súbor
• - prerušiť stôl vektorov
• - Inicializácia periférie
• a makrá a makro definície

Poznámka iba hlavnú funkciu Vypočítať..
Pri volaní procedúry Vypočítať. Najprv robíme:

1. Analógový komparátor je nakonfigurovaný a čo je najdôležitejšie, jeho prerušenia sú aktivované.
2. Počiatočná hodnota skenovania 255 bude hodená do registra skenovania (R21).
3. Potom sa táto hodnota hodí do registra porovnávania Chem Ocr1al. Shim bol vopred v sekcii init.sm. Je nakonfigurovaný a beh, takže ihneď pri výstupe sa na svojom výstupe objaví dobre signál (trvanie je pomer trvania signálu do obdobia tohto signálu) 1 t.j. v skutočnosti, zatiaľ čo je to len jednotka.
4. Budeme čakať v oneskorení nejaký čas ukončiť proces prechodu (kondenzátor nemôže okamžite zmeniť jeho napätie)
5. Zníženie hodnoty registra skenovania (pri načítaní Ocr1alzníži sa cyklus cyklu o 1/255), či to nebolo nula. Ak nie, prejdite na odsek 3.

Výsledkom bude dôsledný pokles rozšírenia signálu od 1 do 0, v kroku v kroku 1/255 Čo bude transformované po filtri na klesajúce napätie. A keďže mám v hlavnom postupe Vypočítať. Cyklicky spôsobená, potom pri vstupe do komparátora bude píše.

Ako je vidieť, tam je nejaký rez na vrchole. Je to spôsobené tým, že maximálne napätie, ktoré dokáže vydať MK nohu, pričom sa zohľadní pády na všetkých odporov, asi 4,7 voltov, a zo špecifikácie potenturometra môžem a všetkých 5 odskrutkovaných. No, aj vrcholy sa trochu padli. Ak znížite frekvenciu, rozsah sa mierne rozširuje.

Takže, aplikovanie trochu bezšvové, ako aj dve ďalšie podrobnosti o celkovej výške jedného rubľa a tucet čiarkódu som zachránil banda cesta \u003d)

ADC - analóg-to-digitálny konvertor. Z mena môžete uhádnuť, že analógový signál je dodávaný do vstupu, ktorý sa transformuje na číslo.

Prvá vec, ktorú povie - ADC mikrokontrolér môže merať iba napätie. Na meranie iných fyzikálnych veličín musia byť najprv prevedené na napätie. Signál sa vždy meraje v porovnaní s bodom nazývaným referenčným napätím, rovnakým bodom je maximum, ktoré možno merať. Ako zdroj referenčného napätia (ion) sa odporúča zvoliť veľký zdroj napätia, inak všetky merania budú tancovať spolu s odkazom.

Jednou z najdôležitejších charakteristík je rozlíšenie, ktoré ovplyvňuje presnosť merania. Celý rozsah merania je rozdelený na časti. Minimálne nula, maximálne iónové napätie. Pre 8 bitov ADC je 2 ^ 8 \u003d 256 hodnôt, pre 10 bitov 2 ^ 10 \u003d 1024 hodnôt. Čím vyššie je teda výtok, tým presnejšie môže byť signál merať.

Predpokladajme, že zmerate signál od 0 do 10V. Mikrokontrolér s použitím ATMEGA8, s 10 bitovými ADCS. To znamená, že rozsah 10V bude rozdelený do 1024 hodnôt. 10V / 1024 \u003d 0,0097V - s takýmto krokom budeme môcť merať napätie. Ale všimnite si, že mikrokontrolér sa bude zvážiť, množstvo 0,0097, 0,0098, 0,0099 ... rovnaké.

Avšak, krok v 0,01 je celkom dobrý. Existuje však niekoľko odporúčaní, bez ktorých sa táto presnosť nebudú pozorovať, napríklad na meranie s presnosťou 10bitov, frekvencia, na ktorej by ADC mali byť 50-200 kHz. Prvá transformácia trvá 25 cyklov a 13 cyklov. Tak, pri frekvencii 200 kc, budeme môcť maximalizovať
200 000/13 \u003d 15 384 Merania.

Môžete použiť vnútorný zdroj a externé ako zdroj referenčného napätia. Vnútorné napätie (2,3-2,7V) sa neodporúča pre nízku stabilitu. Externý zdroj je pripojený k nohe AVCC alebo AREF, v závislosti od nastavení programu.

Pri použití ADC musí byť pripojená AVCC nohou. Napätie AVCC sa nemá líšiť od napájacieho napätia mikrokontroléra o viac ako 0,3V. Ako bolo uvedené, maximálne namerané napätie sa rovná referenčnému napätiu (VREF), je v pásme 2V-AVCC. Mikrokontrolér teda nemôže merať viac ako 5V.

Ak chcete rozšíriť rozsah merania, musíte signál merať cez delič napätia. Napríklad maximálne namerané napätie je 10V, referenčné napätie je 5V. Ak chcete rozšíriť rozsah merania, musíte znížiť nameraný signál o 2 krát.

Vzorec pre výpočet rozdeľovača vyzerá takto:

U von \u003d u v R2 / (R 1 + R2)

Nahraďte naše hodnoty vo vzorci:

5 \u003d 10 * R2 / (R1 + R2)

tí. Môžete užívať všetky dva identické odpory a pripojiť ich podľa schémy.

Preto, keď zmerame napätie cez delič, získaná hodnota ADC sa vynásobila koeficient \u003d UR / URH.

Plný vzorec na výpočet nameraného napätia bude vyzerať takto:
U \u003d (podporné napätie * hodnota koeficientu ADC * Delirator) / Počet vypúšťaní ADC

Príklad: Referencie 5V, nameraná hodnota ADC \u003d 512, koeficient rozdeľovača \u003d 2, ADC je 10 zoradená.

(5 * 512 * 2) / 1024 \u003d 5b - skutočná meraná hodnota napätia.

Niektorí programátori napíšte program tak, aby mikrokontrolér automaticky vypočítal koeficient rozdeľovača, na tento účel sa výstupný signál meria s príkladným nástrojom a zadáte túto hodnotu programu. Samotný mikrokontrolér koreluje skutočné napätie na každú hodnotu ADC, samotný proces je raz a nazýva sa kalibrácia.

Zapojme sa na implementáciu softvéru. Vytvorte projekt so zadanými parametrami. Na zobrazenie informácií tiež pripojte displej na port d.

Meranie bude vykonané v automatickom režime, spracovanie kódov v prerušení, pripojenie napätia na avcc nohu. V podstate potrebujeme zvládnuť získané údaje. Namerané údaje sú uložené v premennej ADC_DATA. Ak chcete rozhovor s viacerými kanálmi, vyberiete si, ktoré kanály skenovanie a údaje budú 0 v ADC_DATA pre nohu, pre nohy 1 v ADC_DATA atď.

V hlavnej slučke pridajte riadky:

výsledok \u003d ((5,00 * ADC_DATA) /1024.00); // prepočítavajú hodnotu ADC do volta
Sprintf (LCD_BUFFER, "U \u003d%. 2FV", výsledok); // Umiestnite výsledok dočasnej premennej
LCD_PUTS (LCD_BUFFER); // Zobrazenie na obrazovke

Malá poznámka Ak chcete použiť čísla s pohyblivým bodom, musíte zmeniť (y) Printf Funkcie: Int, šírka v nastaveniach projektu: Int, šírka na plavák, šírku, presnosť. Ak to nerobí desatiny a stotiny, neuvidíme.

Tak sme práve preniesli hodnotu ADC do volta a priniesli na displej. Výsledok v Proteus vyzerá takto:

Rezistor môže zmeniť napätie, na displeji sa zobrazí namerané napätie. Pri montáži na reálnu žľazu k nohe musíte pripojiť kondenzátor na 0,1 mcf. Lekcia sa ukázala trochu komplikovaná, ale myslím, že sa to bude páčiť.

Súbor Proteus a Firmware:

Aktualizácia:
Meranie prúdu:

V súčasnosti sa v amatérskych štruktúrach stále viac používajú analógovo-digitálne konvertory (ADCS). Je to spôsobené vzhľadom k dispozícii ADC mikroobvody a s výhodami, ktoré poskytujú digitálne spracovanie analógových signálov. Pomocou ADC môžete jednoducho zapnúť osobný počítač (PC) na akýkoľvek virtuálny merací prístroj. Okrem toho môže byť elektronická časť takéhoto spotrebiča veľmi jednoduché a všetky spracovanie signálu bude programmaticky naprogramovať.

Zariadenie opísané v článku je navrhnuté tak, aby konvertovali analógový signál do digitálneho šesťmiestneho kódu a môže slúžiť ako predpona na PC. Oblasti jeho používania sú najrozmanitejšie - od virtuálnych meracích prístrojov na rôzne systémy nahrávania zvuku.

Na stránkach časopisu "Rádio" boli opakovane publikované štruktúry na základe ADC. Použili sa však predovšetkým čipy s binárnym-desatinným výstupným kódom alebo kódom pre sedem-prvok ukazovatele. Tento prístup nie je vhodný na zadávanie informácií v PC.

V zariadení ponúkanej čitateľom sa používa mikroobvod KR1107Pv1, čo je vysokorýchlostná paralelná šesťmiestne ADC. Je navrhnutá tak, aby premenila napätie v intervale -2 ... 0 k jednému z potenciálnych kódov paralelného čítania: binárny kód (priamy a reverzný) a kód s pridaním na dva (priame a reverzné). Tento čip je zvolený, pretože po prvé, je k dispozícii širokému okruhu rádiových amatérov a je relatívne lacná, a po druhé, má vysokú rýchlosť (maximálna frekvencia konverzie je 20 MHz, čas jednej konverzie nie je viac ako 100 hc).

Schematický diagram zariadenia je znázornený na obr. jeden.

Odporúčaná schéma na začlenenie KR1107PV1A sa považuje za základ, ktorý sa výrazne zjednoduší bez výrazného zhoršenia presnosti konverzie. Konvertovaný analógový signál cez slotu 1 zásuvky XS1 a rezistor R4 vstupuje do invertingového vstupu OU DA1. Takéto zahrnutie sa používa, pretože je častejšie digitalizácia napätia pozitívnej polarity a ADC čip konvertuje napätie v rozsahu od 0 do -2 V. Od motora odporového odporu R1 odstraňuje nulové posuvné napätie. Rezistory R5 a R4 definujú požadovaný koeficient AU. Rozšírený analógový signál prechádza cez rezistory R7-R9 k záverom 10, 13, 15 ADC.

Prevádzka ADC DA2 je riadená hodinovými impulzmi prichádzajúcimi z počítača (cez kontakt 8 výstupu XS2) k výstupu 4. Kódovanie sa vykonáva po prechode hodinovým pulzným rezom a výsledok získaný počas procesu konverzie je do výstupného registra v rovnakom čase ako predná časť ďalšieho hodinového impulzu. To umožňuje, aby fronty hodinového pulzu vytvorili nasledujúcu vzorku, t.j. v čase, keď je výstup DA2 prítomný výsledok N-T-vzorky, sa uskutočňuje na vstupnom (N + 2) - vzorka. Digitálny kód sa odstráni z výstupov D1 - D6 a zobrazí sa na zásuvke XS2.

Je potrebné si poznamenať, že označenie výstupov čipov je oproti svojej hmotnosti: výstup D1 zodpovedá staršiemu vypúšťaniu a D6 - mladším. Typ kódu (priamy, inverzný, voliteľný) na výstupoch čipu sa určuje úrovniami signálov na vstupoch C1 a C2 čip. Ich pripojenie k pneumatike +5 b zodpovedá dodávke vysokej úrovne a na všeobecný drôt - nízky. Požadovaný typ kódu na produkte čipu je nastavený kombináciou úrovní signálu na vstupoch C1 a C2 v súlade s tabuľkou. jeden.

CR1107PV1A ADC vyžaduje prebublávanie napájanie +5 a -6 V. Okrem toho sú potrebné dve vzorkové napätia. Určujú rozsah digitalizovaných stresov. V tomto prípade sa jeden z týchto napätí (UOBP1) akceptuje rovná nule (výstup 16 z čipu je pripojený k všeobecnému drôtu) a druhý (UO2) je - vhodný -2 v súlade s Určuje rozsah Východiskové napätia ADC 0 ...- 2 V. Príkladné napätie -2 v sa odstráni z motora rezistora zdvih R6, ktoré sú súčasťou záporného polarity napájacieho napätia. Kondenzátory C1 - C5 slúžia na odstránenie rušenia.

Pri montáži zariadenia, rezistory MLT, OMLT, oxid a keramické kondenzátory akéhokoľvek typu sa používajú. R1 Zdvihový odpor je tiež akéhokoľvek typu, R6 - výhodne drôtené multifunkčné, napríklad SP5-1B, SP5-14, SP5-15, SP5-2 atď. OU DA1 - takmer ľubovoľný na prevádzku s nízkymi napájacími napätiami , ako napríklad KR140UD7. Ak chcete rozšíriť frekvenčný rozsah, môžete aplikovať prevádzkový zosilňovač K574UZ, v ktorom je frekvencia výskyt 10 MHz.

Zariadenie je napájané z bipolárneho stabilizovaného zdroja, ktorý poskytuje výstupné napätie +5 V pri prúde 35. .. 40 mA a -6 v aktuálnom 200 mA

Pred prvým zapnutím ADC je motor R6 rezistor nastavený na strednú polohu. Zapnutie napájania, zmeňte napätie vzorky na výstupu 9 čipového DA2 a je možné presnejšie nastaviť na -2 V. Požadovaný nulový posun sa dosiahne rezistorom R1. Poloha nula môžete ovládať výstupný digitálny kód alebo konštantné napätie na analógových vstupoch ADC (závery 10, 13, 15 DA2). Na tomto nastavení možno považovať za úplné.

ADC PC je pripojený cez rozhranie (obr. 2) nainštalovaný vo voľnom konektore ISA systémovej dosky.

Doska rozhrania obsahuje štyri I / O porty s adresami ZE0NZEN. Prvky DD1.1-DD1.3 a DD2 tvoria deficor adresy. Vstupy dostávajú signály z autobusovej zbernice PC, a ak sa zdá, že kombinácia ZE0N-WOPN, na produkte DD2 je tvorený rozlíšením nízkej úrovne. Signály, ktoré definujú číslo portu v adresnom priestore portov zodpovedajú dvom mladším bitom adries zbernice a sú privádzané do dekodéra DD4. To tiež dostáva prípustné signály cez Aen Autobus (to znamená, že v tejto slučke nie je žiadny priamy prístup a signály IOW, IOR, ktorý zodpovedá vstupu do externého zariadenia a čítanie z neho. Signál z výstupu 15 dekodéra vstupuje do vstupu vstupu do zbernice DD7 a umožňuje prenos dát z ADC do dátovej zbernice.

Signál, ktorý sa objavuje na outfrancy DD4 dekodéru 14, slúži na spustenie DA2 ADC, na výstup 13 - na resetovanie spúšte DD6.1 a na výstup 12 - aby sa umožnilo predloženie informácií z neho do dátovej zbernice. Spúšť je navrhnutý tak, aby synchronizoval ADC s externým zariadením, ktoré dokáže produkovať synchronizačné impulzy alebo pripravenosť signálu. Synchronizovaný signál z externého zariadenia prichádza cez kontakt 1 XS2 zásuvku na vstupe hodinového spúšťača. Štát tohto programu číta program. Ak sa na výstupu 5 DD6.1 zistí vysoká úroveň, znamená to, že synchronizačný impulz bol prijatý z externého zariadenia. Akonáhle je stav spúšťača čítať, musí sa resetovať, aby sa pripravil na príjem nasledujúceho hodinového impulzu.

Niekoľko slov o prístave. Port s adresou ZE0N je navrhnutý tak, aby čítal dáta z ADC (v bitoch D0-D5 obsahuje hodnotu digitalizovaného signálu), s adresou ZE1N - dodávku hodinového impulzu k ADC (pri písaní Tento port akéhokoľvek bajtu, konverzia analógového signálu sa spustí v digitálnom). Port ZE2N slúži na resetovanie synchronizácie spúšť DD6.1 po prečítaní stavu. Reset nastane pri nahrávaní akéhokoľvek bajtu v tomto prístave. Nakoniec, port krídla je navrhnutý tak, aby si prečítal stav spúšte, ktorý sa odráža v bitovom 5 bajtov prečítaných z tohto portu. Na opravu impulzov synchronizácie malej trvania je potrebné spúšť. Ak sa pri čítaní z portu WOPN, je zistená vysoká logická úroveň (Bit D5 \u003d 1), program ho vráti do pôvodného stavu, písanie do prístavu ZE2N akéhokoľvek bajtu.

Program na čítanie údajov z ADC, napísané v Pascal, je uvedený v tabuľke. 2.

Ako základ dizajnu je vhodné použiť chybný poplatok pre rozšírenie pre Slot ISA. Všetky "vysoké" prvky (kondenzátory, konektory) sú z nej odstránené a odrezajte potlačené vodiče, ktoré chodia na kontaktné miesta časti vloženej do otvoru (konektor XP1 na obr. 2). Podrobnosti sú namontované na malej doske plošných spojov, ktorá je fixovaná pomocou regálov na predlžovacej doske. Závery zariadenia sú spojené s kontaktmi vidlice XP1 s krátkymi úsekami montážneho drôtu. Účelom Slot kontaktov ISA nájdete.

Na záver, poznamenávame, že vo väčšine prípadov je dostatočne šesť vypúšťacích výtokov na reprezentáciu analógového signálu. Ak sa ADC s intervalom vstupného napätia 0 ... 2 V používa na meranie napätia 2 V, chyba nepresahuje 0,03 V (alebo 1,5%). Pri meraní napätia 0,2 na chýb sa zvyšuje na 15%. Ak chcete zvýšiť presnosť merania, môžete použiť ADC väčší bit alebo posilniť namerané napätie na hodnotu v blízkosti hornej hranicu intervalu (napríklad na zmenu pomeru odporu odporov R5 a R4). Pri sadzbách uvedených v diagrame (pozri obr. 1), zariadenie dosahuje vstupné napätie v intervale 0 ... 0,5 V a môže pracovať s domácim mikrofónom.

Ak z dôvodov presnosti "digitalizácie" slabých signálov je potrebný vyšší bit, CR1107Pv1A čip môže byť nahradený ôsmi-bitovým konvertorom K1107Pv2 (prirodzene, pričom zohľadní rozdiely v "crossooolevka" a spotrebe energie ).

Literatúra

1. Biryukov S. Teplomer "House - Street". - Rádio, 2000, №3, s. 32, 33.
2. NOVACHENKO I.V., PETUKHOV V. M., BLUDOV I. P., YUROVSKY A. V. MICROCOBICITY PRE RÁDIO ZARIADENIA DOMÁCE. Adresár. - m.: CUP, 1995.
3. Danilin N. S, ULUTEKO V. P., KRIPAK A. A. Sprievodca zistiť chyby a opravy počítačov IBM PC. - M.: Vydavateľské štandardy, 1992.

Pozrite si iné články časť.

Rating 1% 2 hodnotenie 3 hodnotenie 4 hodnotenie 5

Čip PCF8591. Má nasledujúce funkcie:

Jediný zdroj napájacieho napätia;
- konzervácia výkonu v rozsahu napájacieho napätia od 2,5 do 6 V;
- nízka spotreba;
- tri závery pracovnej úlohy otrokov;
- štyri analógové zadanie so schopnosťou naprogramovať zaradenie (priame a diferenciálne);
- použitie transformácie A / D so sekvenčným v blízkom okolí a 8-bitový počet čísel;
- Multiplexovaný D / A Converter s jedným analógovým výstupom.

Tento mikroobvod je vyrobený pomocou technológie CMOS, má 4 analógové vstupy a 1 analógový výstup riadený nastavením dát na zbernicu I2C. Bity A2 ... A0. V podriadenej adrese čipov sú nastavené externými signálmi podľa tradičnej metódy: Pripojenie zodpovedajúcich záverov buď na celkový drôt alebo na napájacie napätie. To vám umožňuje používať až 8 rovnakých typov čipov. Ako časť PCF8591. Existuje len jeden a / d konvertor, ale použitie spôsobov multiplexovania rozširuje vstupné schopnosti čipu. Záznam ADC je konzistentne pripojený na 4 signálové vstupy a informácie od nich čítajú. Bohužiaľ, multiplexovanie nie je možné použiť pre konverziu D / A, takže analógový výstup je len jeden. Maximálna miera konverzie dát je obmedzená na maximálnu rýchlosť zbernice I2C.

Obrázok 1. Umiestnenie záverov mikroobvodu PCF8591

Obrázok 2. bloková schéma odrážajúca interné zariadenie a interakciu čipových prvkov

Tabuľka 1. Účel záverov PCF8591

Symbol	Výkon	Popis
AIN0.	1	Analógový vstup (A / D)
AIN1.	2	Analógový vstup (A / D)
AIN2.	3	Analógový vstup (A / D)
AIN3.	4	Analógový vstup (A / D)
A0.	5	Vstup adresy 0.
A1	6	Vstup adresy 1.
A2.	7	Vstup adresy 2.
Vss.	8	Bežný čipový drôt (výživa)
SDA	9	Pneumatika SDA Line I2C
SCL.	10	I2c pneumatika SCL linka
Nechať	11	Zobrazenie pripojenia externého generátora
Ext.	12	Externý / vnútorný generátor
Agnd.	13	Analógová "Zem"
Vref.	14	Podporné napätie
Aout.	15	Analógový výstup (D / A)
VDD.	16	Napájacie napätie "+"

Slave MicroCircit je nastavený tak, ako je znázornené na obr. Obsahuje pevnú časť (bit 7 ... 4) a variabilnú časť (bity 3 ... 1). Bit 0, ako vždy, nesie znamenie "R / W" (čítanie / zápis).

Obrázok 3. Slave MicroCircuit

Druhý bajt, po adrese otrokov, sa nazýva bajtové ovládanie a kontrolu. Toto bajt konfiguruje mikroobvod pre úlohy používateľa. Po prvé, s ním môžete povoliť analógový výstup alebo vypnúť. Po druhé, je možné konfigurovať analógové vstupy v priamom a diferenciálnom zaradení. Po tretie, je možné inštalovať (dve bity) číslo kanála A / D, v ktorom sa vyskytne konverzia. Ak je príznak automatického zvýšenia, po každej konverzii A / D sa číslo vstupného kanála zvýši o jeden. Režim AV-TINCRECTER je najviac racionálny na používanie spolu s vnútorným generátorom, pretože v tomto režime bude fungovať nepretržite. Ako sa uvádza v dokumentácii, spustenie generátora začína pri spínaní kanálov vedie k chybám konverzie dát. Odporúča sa tiež vypnúť analógový výstup (preložiť ho do Z-Status), ak sa nepoužíva. Toto opatrenie zníži aktuálnu spotrebu mikroobvody. Na obr. 4 znázorňuje možné súčasné postavenie kontrolného a kontrolného bajtu.

Obrázok 4. Spolupracovný bajt kontroly a kontroly

D / a konverzia

Tretí bajt, ktorý by mal dostať CHIP PCF8591, je dátový bajt pre digitálny konvertor. Prirodzene, v tomto prípade by sa mal aktivovať analógový výstup na ovládacom a ovládacom paneli (obr. 4).

Fyzicky D / A Converter pozostáva z rezistorovej matrice znázornenej na obr. 5. Body spojenia rezistorov Formujte vetvy, ktoré sú spojené s výstupným riadkom pomocou prepínačov. Kontroluje dekodér dekodéra. Výstupné napätie (L) ACT) sa potom privádza do zosilňovača s strojom na nulovanú jednotku zosilňovača zisku. Tento zosilňovač môže byť buď povolený (cez kontrolný a kontrolný bajt), alebo preložený do high-impedance (2) výstupného stavu.

Obrázok 5. D / A Converter

Je dôležité si uvedomiť, že konvertor D / A sa používa aj v procese transformácie A / D s použitím postupnej metódy aproximácie. Táto metóda je podrobne opísaná v literatúre, a nemá zmysel vrátiť sa k nemu v rámci tejto knihy.

Obrázok 6. Postup D / A Konverzia

Konverzia D / A postup je znázornený na obr. 6. Akýkoľvek bod na grafe v rozsahu 00H ... FFH môže byť určený vzorcom:

kde VAU0UT. - výstupné napätie D / A Converter; Vref. - referenčné napätie; Vagnd. - potenciál analógového "pôdy"; D.- Zodpovedajúce vypúšťanie dátových bajtov. \\ t

Upozornenie aj na obr. 7. Je možné pracovať s mikročiom vysielaním reťazca dátových bajtov nasledujúcich po druhom. Úroveň napätia zodpovedajúce zadanému na výstupe sa zobrazí v čase vystavenia signálu ASC. V čase vydávania signálu ASC potvrdzujúci príjem ovládacieho a riadiaceho bajtu (obr. 4) Na výstupe čipu, údaje obsiahnuté v registri DAC od konca predchádzajúceho cyklu mikroobvodov.

Obrázok 7.

Ak chcete vykonať konverziu A / D, najprv musíte prejsť riadiacim a riadiacim bajtom so znakom r / w \u003d 0. Potom prečítajte údaje podľa obr. osem.

Obrázok 10. Režim diferenciálneho merania

Aby sa zabezpečila stabilita transformácie A / D a D / A, vyžaduje sa špeciálny zdroj referenčného napätia pripojeného k záverom VREF a AGND čipu. Vstavaný generátor nie je získavaný na zabezpečenie konverzie A / D a nastavte zosilňovač vyrovnávacej pamäte s automatickým nastavením nuly.

Ak chcete aktivovať vnútorný generátor, výstup EXT by mal byť uzavretý pre VSS. Potom sa zobrazí transformačný frekvenčný signál na výstupe OSC, ktorý je možné monitorovať. Ak je výstup EXT pripojený k VDD, iMgrantový generátor sa pohybuje na vysoko imaginárny stav a výstup OSC môže byť dodávaný z externého generátora.

Literatúra:
B. YU. SEMENOV, "I2C pneumatiky v rádiotechnických štruktúrach"

Poďme zvážiť hlavné spektrum problémov, ktoré možno pripísať zásade pôsobenia rôznych typov. Konzistentný účet, Bonneálne vyváženie - Čo sa schováva za týchto slov? Aký je princíp fungovania mikrokontroléra ADC? Títo, ako aj niekoľko ďalších problémov, zvážime v rámci článku. Prvé tri časti venujeme všeobecnou teóriou a zo štvrtého titulku budeme študovať princíp svojej práce. Môžete splniť podmienky ADC a DAC v rôznych literatúre. Princíp prevádzky týchto zariadení je mierne odlišný, takže ich nezamieňajte. Článok sa teda bude posudzovať z analógovej formy do digitálneho, zatiaľ čo DAC pracuje naopak.

Definícia

Pred nadobudnutím zásady prevádzky ADC nájdeme, čo je zariadenie. Analógovo-digitálne konvertory sú nástroje, ktoré sú fyzicky veľkosť do vhodnej numerickej reprezentácie. Ako počiatočný parameter, takmer čokoľvek - prúd, napätie, kontajner, odpor, uhol otáčania hriadeľa, frekvencia impulzov a tak ďalej. Ale aby sme mali istotu, budeme pracovať len s jednou transformáciou. Toto je "kód napätia". Voľba takéhoto pracovného formátu nie je náhodná. Koniec koncov, ADC (zásada prevádzky tohto zariadenia) a jeho vlastnosti sú vo veľkej miere závislé od toho, čo sa používa koncepcia merania. V tomto pochopení procesu porovnávania určitej hodnoty s predtým stanoveným štandardom.

Charakteristiky ADC

Hlavný môže zavolať bit a frekvenciu konverzie. Prvý je vyjadrený v bitoch a druhý - v odpočítavaní na sekundu. Moderné analógovo-digitálne konvertory môžu mať 24 bitový bit alebo transformačnú rýchlosť, ktorá prichádza na jednotky GSPS. Upozorňujeme, že ADC vám môže súčasne poskytnúť len jednu charakteristiku. Väčšie ukazovatele, tým ťažšie je pracovať so zariadením a je to najdrahšie. Ale dávka je možné získať potrebnými indikátormi vypúšťania, obsohľadňujú rýchlosť zariadenia.

Typy ADC

Princíp prevádzky sa líši od rôznych skupín zariadení. Považujeme za tieto typy:

1. S priamou konverziou.
2. S konzistentným prístupom.
3. S paralelnou transformáciou.
4. Analógový digitálny prevodník s vyvážením nabíjania (Delta Sigma).
5. Integrácia ADCS.

Existuje mnoho ďalších dopravníkov a kombinovaných typov, ktoré majú svoje špeciálne vlastnosti s rôznymi architektúrami. Ale tieto vzorky, ktoré sa budú brať do úvahy v rámci článku, sú zaujímavé z dôvodu skutočnosti, že zohrávajú indikatívnu úlohu v ich výkrikových zariadeniach takýchto špecifikácií. Poďme preto študovať princíp fungovania ADC, ako aj jeho závislosť na fyzickom zariadení.

Priame analógové digitálne konvertory

Stali sa veľmi populárne v 60. a 70. rokoch minulého storočia. Vo formulári sú vyrobené z 80. rokov. Jedná sa o veľmi jednoduché, rovnomerné primitívne zariadenia, ktoré sa nemôžu pochváliť významným ukazovateľom. Ich vypúšťanie je zvyčajne 6-8 bitov a rýchlosť zriedka presahuje 1 GSP.

Princíp prevádzky ADC tohto typu je: na vstupoch plus komparátorov súčasne prijíma vstupný signál. Pre závery mínus sa dodáva napätie určitej hodnoty. A potom zariadenie určuje jeho prevádzkový režim. Toto sa vykonáva z dôvodu referenčného napätia. Predpokladajme, že máme zariadenie, kde 8 komparátorov. Keď sa predkladá ½ referenčného napätia, zahrnie len 4 z nich. Vytvorí sa prioritný scoder, ktorý a opravuje výstupný register. Pokiaľ ide o výhody a nevýhody, práca vám umožňuje vytvárať vysokorýchlostné zariadenia. Aby bolo možné získať požadované vypúšťanie, je potrebné veľmi veľa potiť.

Celkový vzorec pre počet komparátorov sa týmto spôsobom pozerá: 2 ^ n. Pod n, je potrebné dať počet vypúšťaní. Predpokladá sa, že predtým môže byť použitý opäť: 2 ^ 3 \u003d 8. Celkom na získanie tretieho absolutória, bolo potrebné 8 porovnávačov. Toto je princíp práce ADC, ktorá bola vytvorená ako prvý. Nie je to veľmi pohodlné, takže iné architektúry sa objavili neskôr.

Analógové digitálne konvertory konzistentnej aproximácie

Tu je vážiaci algoritmus. Skrátené zariadenia, ktoré pracujú na takejto technike, sa jednoducho nazývajú sekvenčný účet ADC. Princíp prevádzky je: Zariadenie sa meria veľkosťou vstupného signálu a potom sa porovnáva s číslami, ktoré sú generované špecifickou technikou:

1. Polovica možného referenčného napätia je nainštalovaná.
2. Ak signál prekonal limit hodnoty z čísla 1, potom v porovnaní s číslom, ktoré leží v strede medzi zostávajúcou hodnotou. Takže v našom prípade to bude ¾ referenčného napätia. Ak referenčný signál nedosiahne tento indikátor, porovnanie sa uskutoční s inou časťou intervalu podľa toho istého princípu. V tomto príklade je to ¼ referenčného napätia.
3. Krok 2 Je potrebné opakovať n časy, že nám dá dávku výsledku. Je to spôsobené množstvom porovnaní.

Tento princíp operácie umožňuje získať zariadenia s relatívnou vysokou rýchlosťou transformácie, ktoré sú sekvenčnou aproximáciou ADC. Princíp práce, ako vidíte, jednoduché a tieto zariadenia sú skvelé pre rôzne prípady.

Paralelné analógové digitálne konvertory

Pracujú ako sériové zariadenia. Výpočtový prípravok je (2 ^ n) -1. V predchádzajúcom prípade budeme potrebovať (2 ^ 3) -1 komparátory. Špecifické pole týchto zariadení sa používa na prácu, z ktorých každý môže porovnať vstupné a individuálne referenčné napätie. Paralelné analógovo-digitálne konvertory sú skôr rýchle zariadenia. Zásada budovania týchto zariadení je však taká, že je potrebná významná kapacita na podporu ich výkonnosti. Preto ich použiť v batériovom výkone je nepraktické.

Analógovo-digitálny konvertor s bonýtom vyvažovaním

Pôsobí na podobnú schému ako predchádzajúce zariadenie. Preto, aby sa vysvetlili fungovanie ADC viazaného vyvažovania, zásada prevádzky pre začiatočníkov sa bude zvážiť doslova na prstoch. V srdci týchto zariadení je fenomén dichotómie. Inými slovami, postupné porovnanie nameranej hodnoty s určitou časťou maximálnej hodnoty sa vykonáva. Hodnoty v ½, 1/8, 1/16 a tak ďalej. Preto môže analóg-to-digitálny konvertor vykonať celý proces iterácií (postupné kroky). Okrem toho h sa rovná vypúšťaniu ADC (pozrite sa na predtým znížené vzorce). Máme teda významný časový zisk, ak je zvlášť dôležitá rýchlosť technológie. Napriek značnej rýchlosti sú tieto zariadenia charakterizované aj nízkou statickou chybou.

Analógové digitálne konvertory s vyvážením nabitia (Delta Sigma)

Toto je najzaujímavejší typ zariadenia, v neposlednom rade kvôli jeho princípe práce. Leží v skutočnosti, že existuje porovnanie vstupného napätia s tým, čo bolo nahromadené integrátorom. Na vstup sa aplikujú impulzy s negatívnou alebo pozitívnou polaritou (všetko závisí od výsledku predchádzajúcej operácie). Dá sa teda povedať, že podobný analóg-to-digitálny konvertor je jednoduchý sledovací systém. Ale toto je ako príklad pre porovnanie, takže môžete pochopiť ADC. Princíp prevádzky je systémový, ale je málo pre efektívne fungovanie tohto analógového digitálneho konvertora. Konečným výsledkom je nekonečný tok jednotiek a nuly, ktorý prechádza digitálnym FGC. Z nich je vytvorená definitívna bitová sekvencia. Rozlišujú sa prvá a druhá objednávka ADP.

Integrácia analógových digitálnych meničov

Toto je posledný osobitný prípad, ktorý bude prerokovaný v rámci článku. Ďalej popíšeme princíp týchto zariadení, ale už na rovnakej úrovni. Táto ADC je analóg-to-digitálny prevodník s dvojtaktnou integráciou. Podobné zariadenie môžete splniť v digitálnom multimetri. A nie je prekvapujúce, pretože poskytujú vysokú presnosť a zároveň dobre potláčajú rušenie.

Teraz sa zameriame na jeho princíp. Leží v tom, že kondenzátor je účtovaný za fixný čas. Toto obdobie je spravidla sieťová frekvenčná jednotka, ktorá napája zariadenie (50 Hz alebo 60 Hz). Môže byť tiež viacnásobný. High-frekvenčné rušenie je teda potlačené. Zároveň sa vyberá vplyv nestabilného napätia zdroja siete na generovanie elektriny na presnosť získaného výsledku.

Keď sa čas nabíjania analógovo-digitálneho konvertora končí, kondenzátor začína vybíjať určitú pevnú rýchlosť. Vnútorný merač zariadenia sa domnieva, že počet hodinových impulzov, ktoré sú vytvorené počas tohto procesu. Čím väčší časový interval teda významnejšie ukazovatele.

Dvojtaktná integrácia ADC má vysokú presnosť a, ako aj relatívne jednoduchá konštrukčná konštrukcia sa vykonávajú ako čipy. Hlavná nevýhoda takejto zásady prevádzky - závislosť od indikátora siete. Pamätajte, že jeho schopnosť je viazaná na dobu trvania frekvenčného obdobia zdroja napájania.

Takto je usporiadaná dvojitá integrácia ADC. Princíp činnosti tohto zariadenia, hoci je pomerne ťažké, ale poskytuje kvalitatívne ukazovatele. V niektorých prípadoch je to jednoducho potrebné.

Zvoľte APTS s potrebnou zásadou práce

Predpokladajme, že máme určitú úlohu. Čo si môžete vybrať zariadenie, aby ste spĺňali všetky naše požiadavky? Po prvé, povedzme o rozlíšení a presnosti. Veľmi často sú zmätení, hoci v praxi sú veľmi slabo závislí od druhého. Nezabudnite, že 12-bitový analóg-to-digitálny konvertor môže mať menej presnosť ako 8-bitové. V tomto prípade je rezolúcia meradlom, koľko segmentov je možné prideliť zo vstupného rozsahu nameraného signálu. Takže 8-bitové ADC majú 2 8 \u003d 256 Takéto jednotky.

Presnosť je celková odchýlka výslednej transformácie vyplýva z dokonalej hodnoty, ktorá musí byť v tomto vstupnom napätí. To znamená, že prvý parameter charakterizuje potenciálne schopnosti, ktoré má ADC, a druhá ukazuje, čo máme v praxi. Preto môžeme pristupovať k jednoduchšiemu typu (napríklad priame analógovo-digitálne meniče), ktoré uspokoja potreby v dôsledku vysokej presnosti.

Ak chcete mať predstavu o tom, čo je potrebné, začať, je potrebné vypočítať fyzikálne parametre a vytvoriť matematický vzorec interakcie. Je dôležité, že je to statické a dynamické chyby, pretože pri používaní rôznych komponentov a princípov sa konštrukcia zariadenia bude líšiť odlišne na jeho vlastnostiach. Podrobnejšie informácie nájdete v technickej dokumentácii, ktorú výrobca každého konkrétneho nástroja ponúka.

Príklad

Poďme zvážiť ADC SC9711. Princíp činnosti tohto zariadenia je komplikovaný kvôli jeho veľkosti a schopnostiam. Mimochodom, hovoriť o druhej, treba poznamenať, že sú skutočne rôzne. Takže napríklad frekvencia možnej práce sa líši od 10 Hz do 10 MHz. Inými slovami, môže zarobiť 10 miliónov vzoriek za sekundu! A samotný prístroj nie je tuhý, ale má modulárnu konštrukciu konštrukcie. Používa sa však spravidla v komplexnej technike, kde je potrebné pracovať s veľkým počtom signálov.

Záver

Ako vidíte, ADC je založený na rôznych princípoch práce. To nám umožňuje vybrať zariadenia, ktoré spĺňajú nové požiadavky, a zároveň budú primerane likvidované existujúce prostriedky.