Гл2_06 (1031651), страница 10
Текст из файла (страница 10)
2.41 приведена схема расположения и наименование выводов ИС FM1608.На вывод VDD подается напряжение питания +5В, вывод VSS подключается к землеРис. 2.41.(0В). Тринадцать адресных входов А0..А12 по-Рябов Владимир Тимофеевич. Кафедра «Электронные технологии в машиностроении»МГТУ им. Н. Э. Баумана, V_Ryabov@mail.ru87зволяют выбрать один из 8192 байтов памяти схемы. Фиксация адреса байта происходитпо падающему фронту импульса, подаваемого на вывод выбора кристалла CE`(Chip Enable). Это аналог вывода CS` (Chip Select) схем памяти, изображенных на рис.2.39, 2.40.Ввод-вывод данных осуществляется по 8-разрядной двунаправленной шине данныхDQ0..DQ7.
Для считывания данных подается активный низкий уровень на вывод разрешения вывода ОЕ` (Output Enable) и содержимое адресуемого байта поступает на шину. Впротивном случае шина данных находится в третьем (высокоимпедансном) состоянии испособна принять и записать в адресуемый байт внешние сигналы (данные). Для записиданных необходима подача активного низкого уровня на вход разрешения записиWE`(Write Enable). Запись и чтение происходит по адресу, который был зафиксированспадом на CE`.Циклы чтения-записи в сегнетоэлектрическую оперативную память идентичныциклам в статическую ОЗУ.
По разному лишь названы выводы этих схем, приведенных нарис. 2.40 и 2.41 из-за стремления быть ближе к фирменному описанию FRAM.Вопросы к экзамену.1. Последовательностные схемы. Асинхронные и синхронные, статические и динамические триггеры. Использование в САУ.2. Регистры: типы, состав, назначение, примеры использования в САУ.3. Схемы памяти. РПЗУ, динамическое и статическое ОЗУ, энергонезависимое ОЗУ.Рябов Владимир Тимофеевич.
Кафедра «Электронные технологии в машиностроении»МГТУ им. Н. Э. Баумана, V_Ryabov@mail.ru882.5. Средства цифроаналоговой обработки информацииЭти схемы используют одновременно информацию в цифровом и аналоговом видеи служат в САУ для коммутации аналоговых сигналов - коммутаторы, для преобразования информации из цифрового представления в аналоговое – цифро-аналоговые преобразователи ЦАП (DAC – Discreet-Analog Converters) и из аналогового в цифровое - аналогово-цифровые преобразователи АЦП (ADC- Analog-Discreet Converters).А. Аналоговые коммутаторы.Простейшим коммутатором является аналоговый ключ на МОП транзисторе, способный в обоих направлениях проводить двуполярный аналоговый сигнал. В САУ чащеиспользуются коммутаторы, подающие на вход для обработки один из нескольких сигналов.
В них используются самые различные схемы коммутации, как показано на рис. 2.42.На рис.2.42,а) показана функциональная схема коммутатора 8х1, на рис. 2.42,б) – 2-а)б)Рис. 2.42.в)4х2, на рис. 2.42,в) – три пары раздельно управляемых нормально замкнутых и нормальноразомкнутых контактов. В качестве примера здесь приведены ИС фирмы Мaxim. Эти схемыупакованы в 16-и выводные корпуса. При необходимости можно подобрать их под любойвид монтажа, как на печатных платах, так и в составе микросборок с габаритами 2х2 мм.Выводы X, Y, Z и W – входы и выходыаналоговых сигналов, вывод EN` переводит всеконтакты в разомкнутое состояние, входы А, В иС определяют адрес включаемого контакта. Сопротивления каналов в открытом состоянии составляет от единиц до 400 Ом, сопротивление между смежними каналами и каналами в закрытомсостоянии до 1000 и более мегОм.Коммутаторы выполняют по k-МОП технологии, роль контактов (каналов) выполняют полевые n и р-канальные МОП транзисторы.Напряжение коммутируемого сигналаТиповая зависимость сопротивления канаРис.
2.43ла от напряжения питания микросхемы приведенана рис 2.43. Следует помнить, что диапазон коммутируемого напряжения должен быть уже диапазона питающих напряжений. Чем вышепитающее напряжение, тем меньше сопротивление замкнутого канала.Рябов Владимир Тимофеевич. Кафедра «Электронные технологии в машиностроении»МГТУ им. Н. Э. Баумана, V_Ryabov@mail.ru89Б. Цифроаналоговые преобразователиЦифроаналоговые преобразователи ЦАП служат для преобразования сигнала,представленного в цифровой форме в аналоговое представление. Информация о величинев дискретном виде представляет из себя некоторое многоразрядное двоичное число.
Например, в десяти разрядном двоичном числе можно задать величину от нуля до 1023 впрямом коде или от -512 до +511 в дополнительном. Прежде всего, следует определиться,какому диапазону аналогового сигнала соответствует диапазон изменения двоичных чисел. Для этого используется опорное напряжение преобразования Uref, величина которогосоответствует диапазону изменения информации в цифровом виде.
Цену одной дискретыдвоичного разряда (младшего бита) Ud и величину выходного аналогового сигнала Uaможно определить по формулам, зная разрядность представления n и величину сигнала вдискретной форме N:U refUd = n ; Ua = Ud iN2Основой ЦАП является суммирующий усилитель, рассмотренный нами ранее (см.рис. 2.22). Если на все входы через аналоговые ключи подать опорное напряжение, а соотношения входных резисторов Ri с резистором обратной связи Ro взять для первого входа 1/2, для второго 1/4 и так далее, мы и получимRo/2цифро-аналоговый преобразователь (рис.2.44).DnКлючи должны управляться преобразуемым двоRo/4Roичным числом N.Dn-1Недостатком такой схемы является оченьRo/8большой разброс номиналов резисторов, их неDn-2Ua удобно делать в интегральном исполнении, поэтому входную цепь делают в виде резистивной матрицы, получившей название R-2R. Она выполняетDoRo/2nте же функции, но содержит лишь резисторы, отличающиеся по номиналам вдвое.Рис.
2.44.На рис. 2.45 представлен цифроаналоговыйпреобразователь с резистивной матрицей R-2R.UrefСамостоятельно покажите, что он проводит цифDnроаналоговое преобразование, используя правиларасчета схем на операционных усилителях..2RoОчень важным элементом ЦАП являетсяRoисточник опорного напряжения Uref. От его точноD2сти и температурной стабильности непосредственно зависит точность задания выходного сигна2Roла. При выборе конкретной схемы предпочитайтеD1 Roварианты со встроенным источником опорногоRoнапряжения.2RoВ настоящее время на рынке присутствуютD0 RoмножествоИС ЦАП, отличающихся между собойUaцелым рядом параметров.
Во-первых – разрядно2Roстью преобразования от восьми до двадцати че2Roтырех разрядов. Во-вторых – способом ввода информации. Преобразуемое число, управляющееРис. 2.45.ключами ЦАП, хранится обычно в регистре. Этоможет быть регистр с параллельным вводом информации, подобный изображенному нарис. 2.37.
В нем информация в регистр заносится с шины данных за один такт, а можетбыть регистром с последовательным вводом, когда информация в ячейки записываетсяпобитно. Это конечно дольше, но не требует большого числа выводов. ЦАП бывают с паРябов Владимир Тимофеевич. Кафедра «Электронные технологии в машиностроении»МГТУ им.
Н. Э. Баумана, V_Ryabov@mail.ru90раллельным и последовательным вводом информации, причем, многоразрядные ЦАПобычно делают с последовательным вводом. Последовательный канал для ввода преобразуемого числа также выполняют по разному, это синхронная или асинхронная радиальнаялиния, например, RS-232, либо магистральная линия, чаще всего используют линию I2C.Канал I2C описан в приложении к части 1 и вы можете ознакомиться с его возможностями.Различаются ЦАП и быстродействием, т.е. временем установления выходногосигнала после изменения состояния преобразуемого числа. Оно обычно достаточно высоко и, чаще всего, не оказывает решающего влияния на выбор.Некоторые ЦАП имеют встроенный источник опорного напряжения Uref, его наличие заметно облегчает использование ИС, тем более, он бывает должным образом согласован с точностью и разрядностью преобразования.Помимо потенциального выхода, отдельные ЦАП имеют токовый выход, это часто бывает удобно, особенно при передаче на большие расстояния, т.к.
токовый выходлучше защищен от помех.Помимо основного режима, режима преобразования, ИС ЦАП часто имеют дополнительные режимы тестирования: проверки ухода нуля, выходного размаха.В качестве типового примера на рис. 2.46 представлена интегральная схемаМАХ506, выпускаемая фирмойVrefMaxim. Это четырехканальныйвосьмиразрядный ЦАП в двадца2Входнойтивыводном корпусе. Каждый каЦАП АUaрегистр Анал имеет входной регистр (см.регистры А, B, C, D), доступный1Входнойдля записи информации. Для этогоЦАП BUb7регистр Bследует установить на выводахD0....адресов А0 и А1 соответствующийD720Входнойадрес (00, 01, 10 или 11) и подать14ЦАП CUcрегистр Cимпульс записи (перевести линиюWR` на время около 200 нс в ак19тивный низкий уровень и сноваВходнойЦАП DUdрегистр Dвернуть в единицу).
При этом информация с шины данных D0…D73WR 15 УправляющаяVss(выводы7…14) будет переписана6 DGNDA0 17логика5 AGND в соответствующий регистр. ЭтотA1 16регистр управляет ключами резистивной матрицы R-2R ЦАП, наРис. 2.46выходе которого формируется напряжение, соответствующее цифровому коду регистра, так, как мы это рассмотрели ранее.Опорное напряжение, общее для всех каналов, следует подать на вывод Vref. Схемаимеет два вывода земли, дискретная земля DGND и аналоговая земля AGND.
Относительно дискретной земли подается напряжение питания Vss (5 вольт) и формируются сигналыцифровой части схемы (D0…D7, A0, A1, WR`), относительно аналоговой земли – опорноенапряжение Vref и выходные сигналы ЦАП (Ua…Ud). Выводы разделены, потому что надискретной земле при работе этой и других схем на плате могут формироваться импульсы, величина которых не существенна для передачи дискретных сигналов, но может заметно исказить выходные сигналы ЦАП.Операционный усилитель, подключенный к выходу ЦАП в режиме повторителя позволяет с выходов Ua…Ud отбирать ток до 20 мА.Рябов Владимир Тимофеевич. Кафедра «Электронные технологии в машиностроении»МГТУ им.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
