Гребнев В.В. - Микроконтроллеры семейства AVR фирмы Atmel, страница 13

Разряд %РТОЕ сбрасывает в нулевое состояние аппаратно через четыре такта после установки его в единичное состояние. У микроконтроллера типа 1200 разряд ЮРТОЕ отсутствует. Перезапуск сторожевого таймера происходит при выполнении ко- манды %РК в ходе программы прп единичном состоянии разряда ЖРЕ. Программа, в которой предусмотрено использование сторожевого таймера, должна периодически с интервалом меньшим, чем период формирования запроса прерывания ЖРТ Аезег, с использованием команды %1Ж перезапускать сторожевой таймер. Если при появлении сбоя команда 'ЖРК своевременно не выполняется, происходит перезапуск микроконтроллера. Интервал времени ТОСТ, через который следует выполнять команду %1Ж в ходе программы, при разных значениях коэффициента деления Х и напряжения питания Рсс указан в табл.

3.15. 7г Глава 3 3.7. Аналого-цифровой преобразователь Аналого-цифровой преобразователь входит в состав периферийных устройств микроконтроллеров типа т15, 4433. 8535, 1п163 и п1103. Аналого-цифровой преобразователь содержит базовый преобразователь, выполняющий преобразование аналогового сигнала в десятиразрядиый двоичный код методом последовательных приближений, аналоговый мультиплексор для подключения одного из входов микроконтроллера к входу базового преобразователя, регистр управления АРМ()Х (№ $07), регистр управления-состояния АРСЖ (№ $06) и шестнадцатиразрядный регистр результата АРСН, 1. (№№ $05, $04). На рис. 3.18 изображена структурная схема аналого-цифрового преобразователя микроконтроллера типа 8535.

А УСГ АбМ7 АРГ Рис. Злв Для подачи напряжения питания и опорного напряжения используются отдельные выводы микроконтроллера АЧСС, АСХР и АКЕЕ Вывод АКР соединяется с выводом СХР микроконтроллера. Напряжение на выводе АЪСС не должно отличаться от напряжения на выводе ЧСС микроконтроллера более, чем на 0,3 В. Напряжение на выводе АКЕН должно находиться в пределах от уровня иа выводе АКР до уровня на выводе АЧСС. Аналоговые сигналы принимаются на выводы микроконтроллера АРСО, АРС1...АРС7. Величина напряжения аналогового сигнала может 73 Работа периферийных устройств находиться в пределах от уровня на шине АКР до уровня на шине АЪСС.

Аналоговый мультиплексор АМ подключает один из входов микроконтроллера к входу базового преобразователя СОХУ. Двоичный код номера иодк:иочаемого входа задается комбинацией состоягпи1 разрядов М11Х2, М11Х1, М(1ХО регистра АРМ11Х. Преобразование аналогового сигнала в цифровой код в преобразователе СОХЪ' выполняется под управлением тактового сигнала, частота которого должна находиться в пределах от 50 кГц до 200 кГц.

Тактовый сигнал формируется в пересчетной схеме ПС путем деления частоты тактового сигнала микроконтроллера СК. Пересчетная схема работает при единичном состоянии разряда АРЕН регистра АРСЖ. Коэффициент деления частоты (К) определяется комбинацией состояний разрядов АРРБ2, АРРЯ, АРРЯО регистра АРСИК в соответствии с табл. 3.16. Таблица 3.16 Преобразовгише начинается при установке в единичное состояние разряда АРБС регистра АРСИК.. Разряд АРБС сохраняет единичное состояние до завершения преобразования и затем аппаратно переводится в нулевое состояние. Сформированный десятиразрядиый код переписывается в регистр результата АРСН, 1, при этом устанавливается в единичное состояние разряд АР1Е регистра АРСИК и ири единичном состоянии разряда АР1Е регистра АРСЖ в блок прерывашш поступает запрос прерывания АРС СС (АРС Сотетоп Сотпр1еге).

Разряд АР1Е регистра АРСИК сбрасывается в нулевое состояние аппаратно ири переходе микроконтроллера к выполнению прерыва1ощей программы или при выполнении команды установки бита в единичное состояние. Чтение результата из шестнадцатиразрядного регистра АРСН, 1. должно начинаться с чтения младшего байта. При этом блокируется занесение нового результата из базового преобразователя в регистр результата и считанный затем старший байт принадлежит тому же результату, что и считанный ранее младишй байт.

74 Глава 3 Преобразователь может работать в одиночном режиме и в цикличе- ском режиме. Выбор режима определяется состоянием разряда АРГК регистра АРСИК. При АРГК = 0 преобразователь работает в одиночном режиме, Преобразование начинается при установке в единичное состояние разряда АРЯС и выполняется за 14 тактов.

Для выполнения следующего преобразования необходимо вновь установить в единичное состояние разряд АРЯС. При АРДОВ. = 1 преобразователь работает в циклическом режиме. Работа начинается при установке в единичное состояние разряда АРЯС. Преобразование выполняется за 13 тактов, после чего сразу начинается следующее преобразование. Работа в циклическом режиме прекращается после сброса в нулевое состояние результата АРРК. В обоих режимах на выполнение первого преобразования после пуска пересчетной схемы затрачивается на 12 тактов больше, чем на выпол- нение последующих преобразований. Эти такты обеспечивают инициа- лизацию преобразователя.

Для уменьшения помех, вызываемых работой процессора, предусмот- рена возможность выполнения преобразования с переводом контроллера в режим холостого хода. Преобразователь должен находиться в оди- ночном режиме (АРРК = 0), пересчетная схема работает (АРЕН = 1), прерывания разрешено (АР1Е = 1), запуск преобразования отсутствует (АРБС = 0). Контроллер переводится в режим холостого хода (п.4.3), при этом аппаратно запускается преобразователь. При завершении пре- образования поступает запрос прерывания АРС СС, контроллер выходит из режима холостого хода, выполняет прерывающую программу и воз- вращается к выполнению программы с точки перехода в режим холостого хода. Аналого-цифровые преобразователи микроконтроллеров других ти- пов имеют некоторые отличия от рассмотренного преобразователя.

В микроконтроллере типа 4433 имеется возможность подключения к входу базового преобразователя внутреннего источника эталонного на- пряжения 1,22 0,05 В. Подключение выполняется при установке в еди- ничное состояние дополнителыюго разряда АРСВС в регистре АРМ1.1Х. В микроконтроллере типа ~15 в качестве опорного напряжения кроме напряжения от внешнего источника, подаваемого на вывод АКЕН может использоваться напряжение на выводе ЧСС или напряжение от внут- реннего источника. Выбор источника осуществляется путем установки определенной комбинации состояний дополнительных разрядов КЕРЯ1, КЕЮО регистра АРМ11Х.

В качестве входного сигнала может исполь- зоваться разность напряжений на входах АРС2 и АРСЗ. В этом случае напряжение на этих входах должно изменяться в пределах от 0 до 2,56 В, а разностный сигнал перед преобразованием может усиливаться в 20 раз. Разностный сигнал без усиления используется при комбинации хобота периферийных устройств остояний 110 в разрядах М11Х2, М13Х1, МСХО, а разностный сипнал . усилением — при комбинации 111, В регистре АРМ1)Х, кроме того, имеется дополнительный разряд «Р1.АК. При АИ.АК 0 код резульгата размещается в младших десяти -.азрядах пары регистров АРС Н, 1, а прп АР1АК = 1 — в старших :есяти разрядах этой пары регистров. В микроконтроллере типа ш103 аналого-цифровой преобразователь —.е работает в циклическом режиме и в регистре АРСКИЙ отсутствует "азряд АРГК.

Комбинация 000 разрядов АРРБ2, АРР51, АРРЯО ре—.истра АРСЖ не используется. В микроконтроллере типа т163 в качестве опорного напряжения .1ожет использоваться напряжение 2,56 В от внутреннего источника или .:апряжения на выводе ЧСС. Выбор опорного напряжения определяется -:омбинацией состояний дополнительных разрядов КЕЕЯ1 и КЕЮО ре;истра АРМ11Х. Кроме того, в регистре АРМ13Х имеется :ополнительный разряд АР1АВ..

При АИ АК = 1 десятиразрядпый код результата помегцается в старшие десять разрядов регистра АРСН, Е. '.1ри чтении старшего байта получают восьмиразрядный код результата. Микроконтроллеры типа 115 и ш163 могут переводиться в энерго.берегающий режим работы с подавлением помех в работе аналогового преобразователя (пА.З).

В табл. 3.17 указаны выводы микроконтроллера, используемые в качестве входов аналого-цифрового преобразователя у микроконтроллеров зазных типов. У микроконтроллера типа 115 для подачи опорного на1ряжения используется вывод РВО. Табли ца 3. 17 3.8. Аналоговый компаратор Аналоговый компаратор входит в состав периферийных устройств микроконтроллеров всех типов, кроме 2323 и 2343. Аналоговый компаратор имеет два входа — А1ХО и А1Х1, на которые поступают аналоговые сигналы, сравниваемые по величине напряжения.

В состав аналогового компаратора кроме базового компаратора входит регистр Глава 3 76 управления-состояния АСЖ (№ $08) и элементы, управляющие работой схемы. Результатом работы компаратора является запрос прерывания АХА СОМР который формируется, когда разность значений напряжения на входах компаратора меняет знак. Структурная схема аналогового компаратора изображена иа рис.

3,19. Рпс. 3.19 Базовый компаратор К имеет два входа — положительный (+) и отрицательный (-). Выходной сигнал базового компаратора АСО имеет единичное значение, если напряжение на входе "+" больше напряжения на входе "-". Схема управления СУ при определенном изменении сигнала АСО устанавливает в единичное состояние разряд АС1 регистра ЛСЖ и при единичном состояшш разряда АС1Е регистра АСЖ в блок прерываний поступает запрос прерывания АХА СОМР. Разряд АС1 сбрасывается в нулевое состояние аппаратно при переходе к выполнению прерывающей программы или программно путем записи едшшцы в разряд АС1. Выбор вида изменения сигнала АСО на входе схемы управления СУ, при котором формируется запрос прерывания, определяется комбинацией состояний разрядов АС180 и АС131 рег11стра АСЖ в соответствии с табл.

3.18. Табли ца 3. 18 Работа периферийных устройств В микроконтроллерах, имеющих таймер-счетчик, которьш выполняет функцию захвата, (Т/С типа 0 или Е) сигнал АСО с выхода базового компаратора при единичном состоянии разряда АС1С принимается в таймер-счетчик в качестве сигнала, управляющего захватом. При установке в единичное состояние разряда АС1) регистра АСЯК отключается питание базового компаратора и уменьшается ток потребления микроконтроллера. В микроконтроллерах типа 112, г15, 4433 и ш163 имеется возможность подключать к входу "+" базового компаратора вместо входа А1ХО выход внутреннего источника эталонного напряжения 1'К (1.22 0,05 В). Подключение источника ЧК выполняется при единичном состоянии разряда Л1ХВС регистра АСБК.