Выбор микроконтроллера

Выбираем микроконтроллер PIK18F442 с встроенным АЦП. Сущность аналого-цифрового преобразования сигнала состоит в быстром и точном измерении величины аналогового сигнала и последующее представление его в цифровой форме - обычно в позиционный двоичный код (ПДК). Процессы квантования и кодирования представляют собой основную операцию аналого-цифрового преобразования. Приборы, в которых измеренная аналоговая величина преобразуется в дискретную (как правило, в код), называются аналого-цифровыми преобразователями.

К основным параметрам АЦП следует отнести максимальное входное напряжение U_max, число разрядов кода n, разрешающую способность ∆ и погрешность преобразования.

Разрешающая способность АЦП – входное напряжение, соответствующее единице в младшем разряде выходного кода ЕМР:

∆ = Uвх / (2ⁿ – 1)

где 2ⁿ – 1 – максимальный вес входного кода,

Uвх= Umax - Umin.

Чем больше n, тем меньше ∆ и тем точнее выходным кодом может быть представлено входное напряжение.

Относительное значение разрешающей способности:

θ = ∆ / Umax = 1 / (2ⁿ – 1)

Таким образом, ∆ - наименьшая различимая ступенька входного сигнала. Сигнал меньшего уровня АЦП не зарегистрирует. В соответствии с этим разрешающую способность отождествляют с чувствительностью АЦП.

Исходно задано: δ = 0,8%, U_min = 0 В; U_max = 5 В, то число уровней квантования N=100/0,8 = 125.

Разрядность АЦП определится по формуле:

n = log₂N = log₂1000 ≈ 7.

Uвх=Umax-Umin=5-0=5В

Разрешающая способность АЦП определится по формуле:

∆ = Uвх / (2ⁿ – 1) = 5/1000= 0,04=40 мВ

Будем использовать 8-разрядный АЦП, встроенный в микроконтроллер PIK18F442.Микроконтроллеры выпускаются в 28-выводных и 40/44-выводных корпусах.28-выводные микроконтроллеры не имеют модуля параллельного порта (PSP), а число реализованных входных каналов АЦП. В своей работе я приведу пример структурной схемы 40-выводного микроконтроллера и схему 28-выводного микроконтроллера.

Основные параметры:

Расположение выводов:

44-выводный микроконтроллер

Выбор микроконтроллера

28-выводный микроконтроллер

Модуль аналогово-цифрового преобразования (АЦП) имеет восемь каналов, а также управляющие регистры ADCON0 и ADCON1, совместимые с модулями АЦП микроконтроллеров среднего семейства.

Для управления АЦП на микроконтроллере используется 4 регистра:

• Регистр результата ADRESH (старший байт):

• Регистр результата ADRESL (младший байт):

• Регистр управления ADCON0:

• Регистр управления ADCON1.

Регистр ADCON0 используется для настройки работы модуля АЦП, а с помощью регистра ADCON1 устанавливается, какие входы микроконтроллера будут использоваться АЦП и в каком режиме (аналоговый вход или цифровой порт ввода/вывода).