N_KMP (722398), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

14 – аналогова земля;

15 – керування зсувом нуля;

16 – цифрова земля;

17 – готовність даних;

18 – цифровий вихід 1.

Номінальні напруги джерел живлення: U_CC1=5В і U_CC2=-15В.

Як і будь-який АЦП послідовних наближень, дана мікросхема має наступний принцип роботи: після подачі сигналу “Пуск” на виході найстаршого розряду РПН з’являється логічна одиниця. На виході ЦАП з’являється відповідна напруга. Якщо ця напруга менша U_вх , то включається логічна одиниця на виході наступного розряду регістра, інакше ця напруга знімається. Таким методом спроб перебираються всі розряди до наймолодшого.

У ВІС К1113ПВ1 вихідний струм ЦАП порівнюється з струмом, який протікає через вхідний резистор від джерела сигналу. Тим самим формується логічний сигнал керування РПН. Стабілізація розрядних струмів ЦАП здійснюється вбудованим ДОН на основі стабілітрона із закритою структурою.

Включення АЦП в режимі роботи з уніполярною вхідною напругою передбачає під’єднання виводу 15 до цифрової землі (вивід 16). При цьому на виході вбудованого ЦАП задається струм, який дорівнює струму цифрового виводу 1, але має протилежну полярність [4,ст.150].

При роботі з уніполярною вхідною напругою її величина рівна 0…+10 В.

Встановлення РПН у вихідний стан і запуск його в режим перетворення проводиться по зовнішньому сигналу “Гашення/перетво­рення”. По закінченню перетворення АЦП видає сигнал “Готовність даних”, і інформація з РПН поступає на цифрові виходи через каскади з трьома станами.

Часові діаграми вхідних і вихідних сигналів зображені на рис. 4.1 [4]:

рис. 4.1 Часові діаграми вхідних і вихідних сигналів АЦП

Для спряження АЦП і ЦАП з МП використаємо програмований паралельний інтерфейс (ППІ) КР580ВВ55. При програмному опитуванні АЦП можна використовувати режим 0 ППІ, а при вводі через переривання при використанні команди RST N – режим 0 або 1.

Режим роботи і напрям обміну з зовнішніми пристроями програмується керуючими словами. Керуюче слово режиму встановлює режими роботи груп А або B і режим вводу або виводу для кожного порта. Керуюче слово порозрядного встановлення або скидання порту С використовується для порозрядного вводу інформації і для початкового встановлення станів окремих розрядів порту С при його використанні для керування обміном в режимах 1, 2.[8].

Рис 4.2 Два способи реалізації команди RST 7

Запуск АЦП (сигнал П) здійснюється через паралельний інтерфейс КР580ВВ55 (розряд 4 каналу С). ППІ використовується в режимі 0, сигнал ГТ після інвертування поступає на вхід синхронізації тригера К155ТМ2. Коли на вході “С” відбувається перехід від рівня логічного нуля до рівня логічної одиниці, дані з входу D (тобто логічна “1”) передаються на вхід Q, який з’єднаний з виводом запиту переривання INT мікропроцесора КР580ВМ80. Очевидно, що ця зміна стану тригера відбувається лише тоді, коли на вході R (виводі INTE) сигнал має рівень логічної “1”, тобто переривання дозволено.

При виконанні машинного циклу “Підтвердження переривання” в керуючому слові, яке на початку машинного циклу записується в системний контролер (СК), розряд INTA є рівним одиниці, що обумовлює формування одноіменного сигналу керування. Цей сигнал через інвертор (якщо він є H – активним і без інвертора при L – активному сигналі) поступає на вхід дозволу буферного елемента (БЕ) з трьома вихідними станами (логічні “0” та “1” і високого вихідного опору). При виходи БЕ повторюють логічні рівні на входах 0 – 7. Як БЕ можуть бути використані дві мікросхеми К155ЛП11, кожна з яких має по шість входів/виходів без інвертора.

Формування логічних рівнів на входах БЕ визначається номером N з команди RST N. Для реалізації коду команди RST 7 на вході 6 повинен бути встановлений рівень логічного “0”, а на всіх інших входах – рівень логічної “1”. Цей код команди МП читає не з пам’яті, а безпосередньо з МП, в результаті якої МП переходить до підпрограми обробки переривань, яка повинна бути розміщена в пам’яті адресою 8*7. Крім того, при виконанні команди RST N на виході INTE встановлюється рівень логічного “0”, який “скидає” за допомогою тригера К155ТМ2 сигнал INT. Встановити сигнал INTE=1 можна лише програмно за допомогою команди EI (дозвіл переривання), якою повинна завершуватись підпрограма обробки переривань.

При такому використанні БЕ реалізується лише один запит на переривання. Для реалізації восьмирозрядної векторної системи потрібно використовувати шифратор (ШФ) з вісьмома входами і трьома виводами (КМ155ИВ1). Для простоти використаємо перший варіант реалізації.

Підключення АЦП до шин МПП в режимі вводу інформації через переривання при використанні команди RST 7 показане на рис. 4.3.

Рис. 4.3 Підключення АЦП до шин МПП в режимі вводу інформації через переривання при використанні команди RST 7.

4.2 Вибір ЦАП

В ЦАП цифрова інформація вводиться у вигдяді паралельного цифрового коду перетворюваного числа, а аналоговий сигнал на виході є носієм інформації.

Будь-який ЦАП складається з суматора і резистивної схеми. Резистивна схема може бути реалізована двояко:

• на основі зважених резисторів;

• на основі матриці R-2R.

Приведемо порівняльну характеристику деяких восьмирозрядних ЦАП (так як розрядність вихідного сигналу y(t) – 8 біт):

Таблиця 4.2

Мікросхема	Абс. похибка перетворен-ня, %	Нелінійність, %	Час встановлення вихідного струму, нс	К-ть виво-дів	Час затримки розповсюдження
К1118ПА1 К1118ПА3	-5;5 -2;2	-0,5;0,5 -0.195;0,195	20 10	16 24	6 —

[4, ст. 110]

Цих дві ВІС сумісні з логікою ЕСЛ. Для того, щоб не ускладнювати схему для узгодження з ТТЛ-логікою, я використаю 10-розрядну ЦАП, а лишні виводи заземлю.

Опишемо швидкодіючий ЦАП К572ПА1, який призначений для перетворення двійкового коду у струм, містить 10 розрядних струмових перемикачів і генератор струмів і побудований на основі матриці R-2R. Ця мікросхема характеризується малою споживаною потужністю і достатньою вихідною швидкодією (час перетворення становить 5 мкс). К572ПА1 – ЦАП перемножуючого типу. Поставляється в герметичному корпусі типу 201.16-8. Корпус металокерамічний; містить 16 виводів (двохрядне розміщення виводів). Виконанна на КМОН – технології з полікремнієвим затвором. В склад ЦАП-а входитьпрецезійна полікремнієва резистивна матриця типу R-2R, підсилювачі-інвертори (ПІ) для керування ключами, струмові двохполярні ключі, виконані на КМОН транзисторах.

Для роботи ЦАП в режимі з виходом по напрузі до ІС підключається ДОН і операційний підсилювач з колом зворотнього зв’язку, яке працює в режимі з сумуванням струмів.

Метод перетворення, що використовується в ІС К572ПА1, передбачає сумування у відповідності до заданого значення двійкового коду всіх розрядних струмів, які є зваженими по двійковому законі і пропорційних значенню опорної напруги на виводі 15.

Нумерація і призначення виводів мікросхеми:

1-2 – аналогові виходи;

3 – земля;

4-13 – цифрові входи;

14 – напруга живлення;

15 – опорна напруга U_REF;

16 – вивід резистора зворотнього зв’язку;

U_cc=-5,2В, U_REF=-15В, струм споживання – 2мА.

Значення струмів на виводах 1 і 2 в результаті цифро-аналогового перетворення визначаються за формулами:

(4.1)

, (4.2)

де – значення двійкового розряду на цифровому виводі ,

- інверсне значення,

U_R – значення опрної напруги.

Двійковий закон розподілення струмів зберігається при умові рівності виходів 1 і 2. Це забезпечує підключенню виводу 1 до інвертованого входу ОП, який включений у ланцюг зворотнього зв’язку. Неінвертований вхід ОП з’єднується з виходом 2 із шиною аналогової землі. При цьому здійснюється перетворення струму на виході 1 на пропорційну йому напругу на виході ОП. Резистор зворотнього зв’язку визначає значення коефіцієнта значення перетворення і напругу у кінцевій точці шкали.[4, ст.50]

При появі на одному з виходів ЦАП напруги високого рівня струм відповідної гілки резистивної матриці поступає на вихід 1, а при подачі низького рівня – на вихід 2. Для досягнення стабільності основних параметрів перетворення при впливі зовнішніх дестабілізуючих факторів до мікросхеми підключають резистор зворотнього зв’язку. В ЦАП КР580ПА1 він може бути розміщений всередині мікросхеми або підключатися ззовні,

При вживанні джерела опорної напруги з використання підключення резистора зворотнього зв’язку, розміщеного на кристалі, крок квантування мікросхеми складає 10мВ. В режимі однополярного сигналу вихідна напруга визначається за формулою:

, тобто зв’язок між вихідною напругою і двійковим кодом є таким:

000…00 0

000…01 2^-8U_REF

100…00 2^-1U_REF

111…11 (1-2^-8) U_REF.

U_REF по окремих гілках задає значення струму.

Варіант схеми підімкнення ЦАП до МП пристрою, який забезпечує уніполярний вихід, зображений на малюнку:

Рис. 4.4 Схема підімкнення ЦАП до МПП

В даній схемі конденсатори С1, С2, С3 використовуються для знищення завад у ланцюгах. В якості С2 і С3 можуть виступати
К520-24, а в якості С1 – КМ-56-П33. Для захисту виводів 1 і 2 ЦАП від випадкового попадання від’ємної напруги їх підключають через обмежувачі на діодах Шоткі (наприклад, це може бути мікросхема КД514А).

Для нормальної роботи ЦАП використовують зовнішні елементи: ІОН, струмозадаючий резистор, конденсатор частотної корекції, резистор компенсації зміщення нуля.

5. Програма вводу інформації
через АЦП і виводу через ЦАП

Характеристики

Список файлов реферата