Микропроцессорные системы - Александров Е.К.
ISBN 5-7325-0516-4
Скачать (прямая ссылка):
Соответственно формат представления результата измерения АЦП -
однобайтовый. Исключение составляют лишь модули АЦП микроконтроллеров для
управления преобразователями частоты электропривода, разрешающая
способность которых равна 10 двоичным разрядам. Два младших разряда
результата получают с помощью дополнительного емкостного делителя, не
связанного с регистром последовательного приближения. Длительность такта
преобразования задает генератор синхронизации: один цикл равен двум
периодам
312
СТРУКТУРА СОВРЕМЕННЫХ 8-РАЗРЯДНЫХ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ
Рис. 4.17. Принцип действия АЦП последовательного приближения
частоты генератора fA0C. Время преобразования можно рассчитать по формуле
fM3M = = (2n+1)fADC, последний цикл необходим для переноса результата в
регистр данных АЦП. Частота генератора синхронизации, как правило, не
может быть выбрана произвольно.
Ее ограничение определяется двумя обстоятельствами:
1) конденсаторы емкостного делителя неидеальны и имеют определенное
сопротивление утечки; поэтому длительность такта измерения должна быть, с
одной стороны, достаточна для заряда конденсаторов до уровня напряжения,
определяемого разрядами регистра последовательного приближения, а с
другой стороны, не слишком большой, чтобы погрешность утечки не была
значительной;
2) в некоторых моделях источник питания аналоговой части модуля АЦП
выполнен на основе импульсного преобразователя; для его работы требуется
тактирование, частота тактирования определена с достаточно узким допуском
±10 %.
Источником синхронизации модуля АЦП может служить встроенный RC-генератор
или импульсная последовательность тактирования межмодульных магистралей
МК. В первом случае частота синхронизации АЦП обязательно окажется
оптимальной, той, которая рекомендуется в техническом описании. Во втором
случае выбранная в результате других соображений fBUS может оказаться
неподходящей для модуля АЦП. На этот случай в составе некоторых модулей
предусмотрен программируемый делитель частоты fBUS.
Большинство моделей АЦП имеет только режим программного запуска:
установка одного из битов регистра режима запускает очередное измерение.
Наиболее универсальные модули АЦП имеют также режим автоматического
запуска, при котором после завершения одного цикла преобразования
немедленно начинается следующий. Однако данные измерения каждого цикла
должны быть считаны программным способом (см. модуль ADC08 НС08 фирмы
"Motorola").
В заключение приведем технические характеристики модулей АЦП некоторых
популярных 8-разрядных МК (табл. 4.3).
313
8-РАЗРЯДНЫЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ
Таблица 4.3
Технические характеристики модулей АЦП
Тип МК Разрешающая способность (бит) Время преобразования (МКС)
Число каналов
МС68НС705В16 Motorola 8 32 8
MC68HC908JL3 Motorola 8 17 12
MC68HC908MR32 Motorola 10 8,5 10
С504 Infineon 8 5 10
PIC16C72 Microchip 8 16 8
PIC17C7xx Microchip 12 24 10
Цифроаналоговые преобразователи в составе МК являются большой редкостью.
Модули параллельных ЦАП можно встретить лишь в МК "Mitsubishi" и
"Hitachi".
Функция цифроаналогового преобразователя реализуется средствами модуля
программируемого таймера. На одном из выводов МК формируется
высокочастотная импульсная последовательность с регулируемой
длительностью импульса. Полученный сигнал сглаживается фильтром нижних
частот на операционном усилителе (рис. 4.18). Разрешающая способность
такого ЦАП определяется дискретностью регулирования коэффициента
заполнения у в режиме ШИМ. Как было отмечено в п. 4.1.6, немногие модели
8-разрядных МК способны реализовать у с дискретностью более 8 разрядов
(табл. 4.3). Этим вызвана необходимость применения внешних ИС ЦАП. Кроме
того, частота ШИМ сигнала определяет время преобразования ЦАП, этим
объясняется особая привлекательность МК с частотой ШИМ в десятки
килогерц.
•)
О
Ueux)=kv1 ивы*2 = куг
h ~ * "-w 1Д .
Г т
Рис. 4.18. ЦАП на основе ШИМ-генератора (а - функциональная схема; б -
временные диаграммы работ)
314
СТРУКТУРА СОВРЕМЕННЫХ 8-РАЗРЯДНЫХМИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ
4.1.8. КОНТРОЛЛЕРЫ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ВВОДА/ВЫВОДА
Наличие в составе 8-разрядного МК модуля контроллера последовательного
ввода/ вывода стало настолько обычным явлением, что лишь самые простые,
маловыводные МК в корпусах DIP16 и DIP20 не имеют портов
последовательного обмена. При анализе структуры более сложных 8-разрядных
МК отчетливо прослеживается тенденция наличия с их составе двух
контроллеров последовательного обмена, а в некоторых новейших моделях -
даже трех (серия AZ семейства НС08 фирмы "Motorola"). Задачи, которые
решаются средствами модуля контроллера последовательного ввода/вывода,
могут быть условно разделены на три группы:
1) связь встраиваемой МП-системы с системой управления верхнего уровня:
промышленным компьютером, программируемым контроллером, офисным
компьютером; наиболее часто для этих целей используются интерфейсы RS-
232C и RS-485; в настоящее время все более широкую популярность
http://типография-новый-формат.рф