Болл С.Р. Аналоговые интерфейсы микроконтроллеров (2007) (1264220), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Для гарантии надежной работы оптрона следует выбрать при расчетах минимально возможный КПТ, указанный в спецификации на данный прибор. В таких устройствах, где выход оптрона подключен к цифровому входу, нет надобности устанавливать минимальное сопротивление в нагрузку. Вполне подойдет 1 или 4.7 кОм.
Следует обеспечить достаточный ток светодиода, обеспечивающий насыщение транзистора. Помимо аптранав с транзисторным и логическим выходами выпускаются аптраны с тиристарным выходом. Такие приборы обычно применяются для включения мощных тиристарав или тринистарав (б111соп-Сов!го!!ед Весббег, БСК) в цепях управления мощными аппаратами переменного тока. Оптроны обеспечивают надежную изоляцию микропроцессорных цепей от цепей переменного тока большой мощности.
б.4. Свелтодиоды ° 197 ся последовательная цель, ио оставшиеся светодиоды ие сгорят. Однако использование последовательного подключения от источника постоянно- го тока обеспечивает более равномерное свечение светодиодов. И1 Резистор оз Светодиод Неско саед питаем Несколько независимых светодиодов иг Резистор ог Светодиод +ч От Светодиод й1 Резистор Входное напряжение 1Л1 и-р-и-транзистор ь О1 Ог Светодиод Светодиод йз Измерительный резистор а) Рис. б.14. Параллельное и последовательное соединение светодиодов ьу ь ОЗ Светодиод По одной линии микропроцессора на светодиод.
Только одна линия порта может иметь низкий уровень 1 для включЕния светодиода Рис. 6.15. Светодиоды с мультиплексированием от МП На Рис. 6.15 показан метод, позволяющий управлять набором светодиодов с применением всего одного нагрузочного резистора, В данном случае каждый светодиод включается в определенный момент времени (подачей НИЗКОГО логического уровня иа соответствующий бит порта МП), так что различие в падениях напряжения не приводит к проблемам со светодиодами. 198 ° Глава 6. Соленоиды, реле и другие исполнительные устройства 6.5.
ЦАП Как обсуждалось в главе 2, ПАП служат для преобразования цифрового слова в определенное напряжение или ток на выходе. ЦАП вЂ” «сердце» большинства АЦП. Другие применения ЦАП простираются от управления опорным напряжением компаратора до формирования синусоидальных сигналов. Несколько лет назад я применил ЦАП в необычной роли, при замене устаревшего военного оборудования на более новое. Исходный прибор управлял указателем горизонта в самолете от аналогового сигнала. Исходные функции были выполнены программно, так что ЦАП позволял отображать цифровую информацию с помощью аналогового прибора.
Вот пример нестандартного применения ЦАП вЂ” модернизация старого оборудования на новой элементной базе. Типичный 8-битный ЦАП фирмы Апа(ая Реу(сев — ИС АР 7801. Микропроцессорный интерфейс содержит 8 бит данных, сигналы записи ууй и выбора кристалла СЗ.
Данные записываются в ИС переключением %К, когда С8 находится в НИЗКОМ логическом уровне. ИС АО7801 может работать в широком диапазоне напряжения питания: 2.7...5.5 В. Есть дополнительный вход СЬК (сброс), при подаче на который НИЗКОГО уровня, ЦАП сбрасывается в исходное нулевое состояние. На выходе ЦАП АО7801 может быть установлено напряжение от 0 до напряжения питания. Опорное напряжение может быть подано от внешнего источника положительного напряжения. Выходной ток может достигатьнесколькомиллиампер. ия ство«лов ремер«яи Уровень импульса сиихроиизееии Рис. б.Гб.
Полный цветовой телевизионный видеосигнал Как и АЦП, ЦАП выпускаются как с параллельным, так и с последовательным интерфейсом. ИС фирмы Апа!а8 Реу!сев АР5300 — 8-битный ПАП с выходным напряжением от шины до шины (пй1-го-га(1) и ВР1 совместимым интерфейсом. Как и АО7801, ИС АО5300 может работать при напряжении питания 2.7...5.5 В. б.б.
Цифровые потенциометры ° 199 Также выпускаются и ЦАП специального применения. ИС фирмы Апа(о8 Ренсез АР)г7720 — это 8-битный ЦАП для видеоприложений. В микросхеме размещены три ЦАП для обработки телевизионных сигналов цветности «красный-зеленый-синий» (НОВ, Вед-Огееп-В!це). ИС АПУ7120 также оснащена входами 8'гХС и В(АХК, устанавливающими на всех выходах уровни синхронизации и гашения (01ап)дп8), см. Рис.
6.16. Другие специализированные ЦАП производятся для обработки звука, например для передачи телефонных сообщений, и т. п. 6.6. Цифровые потенциометры Несмотря на то что с помощью ЦАП можно задать необходимый уровень напряжения на выходе, иногда требуется изменять такую аналоговую величину в цели, как сопротивление. Типичным примером может служить регулировка громкости или тембра звука в стереоусилителе или коэффициента усиления схемы с ОУ.
На вход цифрового потенциометра, как и на вход ЦАП, поступает цифровое слово, которое преобразуется в сопротивление, а не в напряжение. Типичный пример цифрового потенциометра — ИС фирмы Апа(о8 Юеч (сев АР5220 (Рис. 6.17). Выпускается микросхема в О! Р или планарном корпусе, а выходное сопротивление может варьироваться вплоть до 10, 50 или 100 кОм в зависимости от модификации. Напряжение питания ИС составляет 3.3...5 В. ИС А1)5220 моделирует ползунковый трехвыводной потенциометр с двумя постоянными (А и В) и одним переменным (%1РЕК, %) выводами.
Внутренний 7-битный счетчик определяет одно из 128 положений электронного подвижного контакта (движка). ИС А1)5220 снабжена входами тактовых импульсов (СЕК), выбор кристалла (СЗ) и входом управления переключением сложение/вычитание (+/ — ). При установке на выводе С8 НИЗКОГО логического уровня, происходит выбор кристалла, и по спадам тактовых импульсов изменяются состояния 7-битного счетчика, которые управляют «движком» потенциометра.
Если на выводе +/ — ВЫСОКИЙ уровень, тактовые импульсы смещают «движок» % вверх на увеличение сопротивления (от терминала В к терминалу А). Если НИЗКИЙ, вниз на уменьшение сопротивления (от вывода А к выводу В). Для использования АП5220 в микропроцессорной системе, тактовый вход может быть присоединен к стробу декодирования записи микропроцессора, а +/ — соединен с шиной данных микропроцессора. Линия данных ПО используется, чтобы переключить движок % например, в сторону вывода А, процессор должен записать адрес с «1», а для того, чтобы переместить движок в другую сторону — записать адрес с «О». 200 ° Глава б.
Соленоиды, реле и другие исполнительные устройства Нч(вывод8) А(Выводз) +/-(Вывод 2) С(К (Вывод 1) СВ (Выводу) Карая (Вывод 5) В (Вывод 8) ОНО (Вывода) Переключение счетчика происходит на спаде таюсвых импульсов Временные диаграммы. СЕК Когда на входе ь/- сигнал высокого уровня, тактовые импульсы смещают движок (Мрет)потенциометра к контакту *А» Когда на входе ь/- сигнал низкого уровня, тактовые импульсы смещают движок (клгрег)пстенциометра к контакту*В» Когда на входе СВ сигнал высокого уровня, тактовые импульсы игнорируются Рис. б.17.
ИС АО5220 Механические потенциометры могут быть подключены к схеме без учета абсолютных значений напряжения на выводах, если не рассеивается значительная мощность. Цифровой потенциометр имеет свои существенные ограничения, поскольку в нем используются аналоговые ключи. Напряжение на выводах А, В и % микросхемы АО5220 не может быть установлено выше напряжения питания и ниже О. ИС не будет работать в схеме регулятора громкости, показанной на Рис. 6.18а, поскольку развязывающий конденсатор сместит уровень на выводе А ниже уровня земли. В схеме на Рис. 6.186 резистор, равный по величине сопротивлению цифрового потенциометра, смещает вывод на 2.5 В (половину напряжения питания).
В данной цепи напряжения на выводах ИС будут оставаться в пределах 0...5 В, пока амплитуда входного сигнала не превысит 5 В от полного размаха. 6.6. Цифровые потенциаиетры ° 201 Аудиовх усилитвль а! ьза Аудиовх Альтернативниа способ включения -( усилителю илитель *Я вЂ” сопротивление, равное сопротивлению АО5220. в) 61 Рис.
6. ттс Цепи смешения цифрового потенциометрв Также на Рис. 6.13в показан еще один пример подключения, с двумя резисторами смещения, подключенными к выводу В ИС АО5220. Конденсатор соединяет вывод В с землей сигнала, не оказывая влияния на величину постоянного уровня. Преимущество данной цепи в том, что резисторы смещения не нагружают вход сигнала, однако конденсатор должен иметь достаточно большую емкость для получения низкого емкостного сопротивления на всех частотах. Для аудиоприложений обычно в таких цепях применяются злектролитические полярные конденсаторы. Если усилитель собран по схеме с однополярным питанием, ИС А05220 может быть включена в цепь обратной связи для управления коэффициентом усиления. Поскольку напряжения на выводах ОУ не выходят за пределы питающих уровней, никаких дополнительных резисторов смешения может не потребоваться.
202 ° Глава б. Соленоиды, реле и другие исполнительные устройства ИС АР5203 фирмы А па(оя Рву(сел — счетверенный (4-канальный) цифровой потенциометр с последовательным интерфейсом БР1. Казкдый из четырех потенциометров АО5203 рассчитан на 64 позиции и имеет такие же ограничения по напряжению, как А1Э5220 (от 0 В до положительного уровня напряжения питания).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
