Болл С.Р. Аналоговые интерфейсы микроконтроллеров (2007), страница 2

157 . 159 . 159 . 160 . 161 . !61 . 163 . 165 . 167 . 168 . 169 . 170 . 171 . 173 173 173 174 . !74 175 176 177 !78 ..179 179 179 !80 182 185 Оглавление ° 9 6.2.1. Обрыв нагревателя 6.2.2. Обрыв датчика .. 6.2.3. Нагреватель на основе термометра сопротивления ... 6.3. Охладители . 6.3.1.

Охладитель Пелшье . 6.3.2. Вентиляторы . 6.4. Светодиоды. 6 4.1. Оптроны с закрьпыми оптическими каналами....... 6.4.2. Одновременное включение нескольких светодиодов . 6.5. ЦАП, 6.6. Нифровые потенциометры . 6.7. Аналоговые ключи.. 6.7.1. Типы аналоговых ключей 6.7.2. Применение аналоговых ключей. 6.7.3. Мультиплексоры. Глава 7. Двигатели 7.1. Шаговые двигатели . 7.1.1. Биполярные и однополярные шаговые двигатели .... 7.1.2. Резонанс.

7.1.3. Полушаговый режим двигателя . 7.1.4. Микрошаговый режим двигателя 7.1.5. Управление шаговым двигателем. 7.1.6. Сквозной ток .. 7.1.7. Контроль тока 7.1.8. ИС управления двигателем 7.1.9. Управление по методу прерывания . 7.1.10, Методы управления и резонанс 7.!.! 1. Линейное управление 7.2. Двигатели постоянного тока . 7.2.1. Управление двигателями постоянного тока.......... 7.2.2.

Бесколлекторные лвигатели постоянного тока....... 7.2.3. Энколеры . 7.2.4. ИС контроллеров двигателей постоянного тока....., 7.2.5. Программируемые контроллеры . 7.3. Достоинства и недостатки различных типов двигателей ..... 7.4. Порядок включения питания логических цепей и двигателя . 7.5. Вращающий момент двигателя . 7.5.1. Вращающий момент при заторможенном двигателе .. 7.5.2. Противолействуюшее электромагнитное поле....... 7.5.3.

Вращающий момент и скорость. 7.6. Реальное применение шагового двигателя . 186 . 187 ,. 188 . 19! . 191 .. 191 . 193 .. 195 .. !96 . 198 . 199 . 202 204 204 205 206 206 .. 208 210 21! 2!4 215 .. 216 220 221 222 224 225 226 .. 227 .. 230 234 .. 237 242 .. 244 .. 246 248 .. 248 .. 248 248 249 1О ° Оглавление Глава 8. Электромагнитные помехи . 8.1. Связь по земле 8.1.1. Ток двигателя. 8.1.2. Самоиавелеииые токовые ошибки 8.2. Электростатический разряд. 8.2.1. Самонаведеииый электростатический разряд... 8.2.2. Зашита от электростатического разряда Глава 9.

Системы высокой точности .. 9.!. Обшие сведения. 9.2. Входное напряжение смешения . 9.3. Входное сопротивление . 9.4. Частотные характеристики . 9.5. Влияние температуры иа сопротивление резисторов... 9.6. Источник опорного иапря кения . 9.7. Влияние изменения температуры в целом 9.8. Заземление и шумы. 9.9. Печатная плата .

9.9.1. Заземление на печатной плате 9.9.2. Источник питания 9.10. Статистическая погрешность . 9.11. Опорное иапрюкение от источника питания . 9.12. Резюме. Глава 10. Стандартные интерфейсы . 10.1. Интерфейс 1ЕЕЕ!45!.2 10.1.!.

Электрические параметры.. 10.!.2. Параметры датчиков !0.1.3. Международная система единиц измерения СИ ............ 10.2. Последовательный периферийный интерфейс токовая петля 4-20 мА 10.3. Интерфейс Гйеыбцз. Глава 11. Аналоговая схемотехника 1!.1. Питание микроконтроллера и напряжение смешения .. 11.2. Наборы резисторов .. 11.3.

Миоговходовые системы управления . 1!.4. Управление цепями переменного тока . 1!.5. Схемы контроля напряжения питания . 11.6. Управление биполяриыми транзисторами . ! 1.6.!. Преобразование логических уровней 11.658 Скорость переключения . 11.6.3. Высоковольтные ключи. 11.7. МОП-транзисторы . 254 254 258 259 260 .. 260 261 .. 264 264 266 267 268 .. 269 270 272 273 275 275 277 278 280 280 .281 281 281 282 .

282 ... 283 283 .286 ... 286 288 289 29! 293 294 296 296 297 297 Оглавление ° 11 11.7.1. Управление МОП-транзисторами. 11.7.2. МОП-транзистордля коммутации . 11.8. Измерение параметров сигнала отрицательной полярности...... 11.9. Пример системы управления ..

11.9.1. Релейное управление 11.9.2. Пропорциональное управление. 11.9.3. ПИД-регулирование. 11.9.4. Пропорционально-интегральное управление............ Приложение А. Операционные усилители Приложение Б. Широтно-импульсная модуляция Приложение В. Полезные сайты в Интернете Приложение Е Программа Р7ппол дая главы 11. Данные Ехсе1 для главы Словарь терминов Предметный указатель .......

. 297 299 ........... 301 302 305 305 . 309 ........... 313 314 326 339 4.......... 340 345 348 Принятые сокращения 15К (1пгеггарг Яегтгсе Кошше) — подпрограмма обработки прерываний. ХТС (14еяаг1те Тетрега(иге СоеГбс1епг) — отрицательный температурный коэффициент. АЦП вЂ” аналогово-цифровой преобразователь. ДК — двойная коррелированная выборка. ИОН вЂ” источник опорного напряжения (геГегепсе). ИС вЂ” интегральная схема.

КД вЂ” константа диссипации (рассеивание мощности). КМОП вЂ” комплементарная МОП-структура. КПТ вЂ” коэффициент передачи по току (Сцггеп( ТгапзГег Кайо, СТК). М К вЂ” микроконтроллер. МОП вЂ” металл-окисел-полупроводник. МП вЂ” микропроцессор. ОЗУ вЂ” оперативное запоминающее устройство (Капдот Ассеаз Мепюгу, КАМ). ОК вЂ” открытый коллектор. ООС вЂ” отрицательная обратная связь. ОС вЂ” обратная связь.

ОУ вЂ” операционный усилитель. ПЗС вЂ” прибор с зарядовой связью. ПЗУ вЂ” постоянное запоминающее устройство (Кем Оп1у Метогу, КОМ). ПИД вЂ” пропорционально-интегрально-дифференциальный. ПНЧ вЂ” преобразователь напряжение-частота. Г10 — программное обеспечение. ППЗУ вЂ” программируемое ПЗУ. РТД вЂ” резистивный температурный датчик. УВХ вЂ” устройство выборки-хранения. ФНЧ вЂ” фильтр нижних частот. ЦАП вЂ” цифро-аналоговый преобразователь.

ЦОС вЂ” цифровая обработка сигналов. ШИМ вЂ” широтно-импульсная модуляция. ЭДС вЂ” электродвижущая сила. ЭМС вЂ” электромагнитная совместимость. ЭСППЗУ вЂ” электрически стираемое ППЗУ. Предисловие Иногда создается впечатление, что между аналоговой и цифровой схемотехникой лежит огромная пропасть. Разработчики цифровой техники не любят погружаться в дебри аналогового мира, а разработчики аналоговых схем — связываться с цифровыми системами. Отличаются даже термины для обозначения одних и тех же понятий.

Несмотря на то что скорость и производительность микропроцессоров стремительно возрастает, а с ней возрастает «цифровизация» аппаратуры различного назначения, окружающий мир остается аналоговым по своей природе. Для измерения процессов в окружающем мире и управления различными устройствами, разработчикам микропроцессорных систем, так или иначе, приходится применять аналоговую технику. Причем существует техническая литература отдельно по аналоговой схемотехнике и отдельно по цифровой. В данной книге предпринята попытка соединить эти разделы радиоэлектроники.

Введение В основном современные электронные системы — микропроцессоры, логические устройства, интерфейсы — являются цифровыми. Цифровые вычислительные системы в настоящее время проще создать, чем аналоговые с теми же функциями. К примеру, представьте современный аналоговый персональный компьютер, который должен управлять работой многих программ, выполнять сложные вычисления, обеспечивать выход в Интернет... Хотя на заре компьютерной эры встречались и аналоговые вычислительные машины.

Сегодня электронный мир, в основном, цифровой, реальный же мир и цифровой, и аналоговый. Температура в вашем офисе не просто горячая или холодная, а изменяется в широком диапазоне. Вы можете использовать термометр для определения температуры, но как преобразовать эту величину в цифровой вид для передачи информации в микропроцессор? Микроконтроллер управления зажиганием в автомобиле должен измерять скорость вращения вала двигателя для формирования искры в нужное время. Микропроцессорная система управления станка должна точно позиционировать резец для обработки детали.

В этой книге описаны многие практические методы управления внешними устройствами и некоторые схемы на операционных усилителях (ОУ). Но главной задачей книги не является ни описание теории управления, ни описание теории работы операционных усилителей. В основном, книга посвящена измерению аналоговых величин и управлению аналоговыми устройствами с помощью микропроцессорных систем. Измеряете ли вы сигнал со спутника или температуру в тостере, микропроцессорная система должна измерять, анализировать и управлять аналоговыми величинами. В двух словах можно сказать, что эта книга о соединении входных и выходных аналоговых устройств с микропроцессорной системой для выполнения прикладных задач. главд 1 Параметры системы Большинство встроенных микропроцессорных систем содержат узлы обработки входных сигналов и формирования выходных сигналов.

При этом как входные, так и выходные сигналы могут быть аналоговыми. Цифровые узлы аналоговых систем, такие, например, как интерфейс микропроцессора (МП) с памятью, в данной книге не представлены. Однако в этой книге рассматриваются компоненты, присущие любой встроенной системе и осуществляющие связь этой системы с внешним миром. 1.1. Динамический диапазон Прежде чем создавать систему, необходимо уточнить требуемый динамический диапазон входных и выходных сигналов. Динамический диапазон определяет, с какой точностью должны быть измерены входные сигналы или сформированы выходные.

Точность измерения, в свою очередь, влияет на такие параметры, как допустимый уровень шума и точность применяемых компонентов. Допустим, что микропроцессорная система измеряет входной аналоговый сигнал и преобразует его в цифровой код (как это делается, будет показано в главе 2). Динамический диапазон традиционно выражается в децибелах (дБ), как принято при измерении отношений напряжения или мощности. Проще говоря, динамический диапазон можно представить как отношение наибольшей величины к наименьшей. Но этих отношений недостаточно, если речь идет о микропроцессорной системе.