як цифро–аналоговий перетворювач (ЦАП). Перемикання цифрового каналу на ввід чи на вивід V (режим): Якщо V=0, то здійснюється вивід цифрового коду, якщо V=1, то ввід. Перевід цифрового каналу в стан високого опору здійснюється подачею нульового сигналу на входи LE – (управління вісьмома молодшими розрядними кодами) та HE – (управління чотирма старшими розрядами). Таким чином інформація з АЦП може виводитись побайтно на восьми розрядну шину даних МП. Робота АЦП синхронізується тактовими імпульсами, які подаються на вхід С. Максимальна частота 250 кГц.
Умовне позначення даного АЦП та схема його ввімкнення має вигляд, приведений на рисунку 3.1.
Схема ввімкнення мікросхеми К572ПВ1 в режимі АЦП охоплює додатково джерело опорної напруги UR, операційний підсилювач DA1 та компаратор DA2. ОП DA1 перетворює в напругу вихідний струм I1. Резистором зворотного зв’язку ОП DA1 використовується один із резисторів, що входить в мікросхему. 2R; R/2; R/4; (R?10 кОм).
Рисунок 3.1 – Схема ввімкнення АЦП К572ПВ1
Схема ввімкнення мікросхеми К572ПВ1 в режимі АЦП охоплює додатково джерело опорної напруги UR, операційний підсилювач DA1 та компаратор DA2. ОП DA1 перетворює в напругу вихідний струм I1. Резистором зворотного зв’язку ОП DA1 використовується один із резисторів, що входить в мікросхему. 2R; R/2; R/4; (R?10 кОм).
Компаратор DA2 порівнює вихідну напругу ЦАП (з виходу DA1) з вхідною напругою Uвx. Результат порівняння подається на вхід CI (порівняння) АЦП і використовується для управління внутрішнім регістром послідовного наближення. При ввімкненні АЦП за приведеною схемою забезпечується перетворення напруги Uвх від 0 до - UR. Якщо в зворотній зв’язок DA1 ввімкнути опір 2R, то граничне значення Uвх буде – 2UR; якщо R/2 то – UR /2. Опорна напруга може бути від -15 до +15 В. Запуск АЦП здійснюється подачею додаткового імпульсу на вхід ST (старт). Весь цикл перетворення проходить за 28 періодів тактових імпульсів: 2 періоди – скидання 24 періоди – реалізація програми послідовного наближення і 2 періоди формування додатного імпульсу на виході DR (готовність даних).
Основні параметри АЦП:
Число розрядів вихідного коду — 12. Цей параметр і максимальний діапазон вхідної напруги визначають роздільну здатність, яка є значенням напруги, відповідне молодшому розряду (МР).
Абсолютна похибка перетворення в кінцевій точці шкали дпш - відхилення напруги від номінального значення, відповідного кінцевій точці характеристики перетворення. Ця похибка залежить від кроку квантування (МР) і помилок, що вносяться вузлами АЦП.
Нелінійність дл, диференціальна нелінійність длд , які визначаються як і у ЦАП, але по відношенню до вхідного сигналу.
Час перетворення tпрт інтервал від моменту – заданої зміни сигналу на вході до появи на виході сталого коду.
25 Розрахунок масштабного підсилювача
Масштабні перетворювачі застосовуються для приведення вихідного сигналу первинного вимірювального перетворювача (датчика) до стандартного рівня для подальшого перетворення в цифрову форму і обробки в мікропроцесорних системах керування чи вимірювання. Такі перетворювачі по суті є підсилювачами, які переважно виконуються на операційних
Рисунок 3.1 Інвертуючий (а), неінвертуючий (б) і повторювач напруги (в) на ОП
підсилювачах (ОП) в інтегральному виконанні. При цьому найчастіше використовуються три схеми включення ОП, показані на рисунку 3.1.
Підсилювач на рисунку 3.1 називається інвертуючим тому, що на його виході сигнал знаходиться в протифазі з вхідним. Його коефіцієнт підсилення за постійним струмом в першому наближенні визначається формулою
KОП=R3/R1,
а в діапазоні частот
K(j)=K0/(1+j/гр),
де гр – гранична частота ОП на рівні 0,707К0.
Коефіцієнт підсилення за постійним струмом неінвертуючого підсилювача (рисунок 3.1, б) в першому наближенні рівний KОП=1+R3/R1, а в діапазоні частот такий же як і для інвертуючого підсилювача. Частним випадком неівертуючого підсилювача є повторювач напруги (рисунок 3.1, в) з одиничним коефіцієнтом передачі; він володіє досить високим вхідним опором і використовується для узгодження високоомних датчиків з наступними низькоомними перетворювачами.
Масштабний підсилювач вибирається з умови узгодження роботи аналого-цифрового перетворювача з вхідним сигналом. Коефіцієнт підсилення такого підсилювача буде рівним
де UвхАЦП – вхідна напруга, вибирається з технічних характеристик АЦП;
Uвх – напруга, яка знімається з перетворювача струм-напруга.
при R1=1 кОм R3=|K|*1=200 кОм.
Схема перетворювача струм–напруга створює вихідну напругу пропорційну вхідному струмові
Ефективний вхідний опір RI є дуже малим із-за великого коефіцієнта підсилення без зворотного звязку.
Вихідна напруга практично не залежить від навантаження, що підєднується до даної схеми.
Вихідна напруга практично не залежить від навантаження, що підєднується до даної схеми.
Рисунок 3.2 – Перетворювач струм-напруга
26 Вибір базової цифрової системи обробки інформації
Найбільше використання в вітчизняній промисловості має мікропроцесор серії К580. Промисловістю також випускаються восьмирозрядні мікропроцесори КР1821ВМ85, 16-розрядні МП КР1810ВМ86 та КР1810ВМ88.
Комплект мікросхем серії КР580 характерний архітектурною єдністю, що забезпечується автономністю та функціональною завершеністю окремих мікросхем, уніфікованим інтерфейсом, програмованістю мікросхем, їх логічною та електричною сумісністю.
МПК КР580 застосовується в засобах обчислювальної техніки, пристроях локальної автоматики, контролерах вимірювальних приладів, мікро ЕОМ для керування технологічними процесами. Мікросхеми серії КР580 за входами і виходами сумісні з мікросхемами ТТЛ серії К133 та К155.
Розглянемо основні властивості мікросхем з набору К580.
Мікросхема КР580ВМ80А - це закінчений однокристальний паралельний восьмирозрядний мікропроцесор з фіксованою системою команд, застосовується як центральний процесор в пристроях обробки даних та керування.
Мікропроцесор має 16-розрядну магістраль адрес та восьмирозрядну магістраль даних.
Магістраль адрес забезпечує пряму адресацію зовнішньої пам’яті об’ємом до 65536 байт, 256 пристроїв вводу та 256 пристроїв виводу.
Восьмирозрядний арифметико-логічний пристрій мікропроцесора забезпечує виконання арифметичних та логічних операцій над двійковими даними, які представлені в доповнюючому коді, а також обробку двійково-десяткових чисел.
КР580ВВ51А – універсальний синхро-асинхронний прийомо-передавач (УСАПП) служить для апаратної реалізації послідовного протоколу обміну між МП КР580ВМ80А (КМ1810ВМ86) або іншим