1.2.4 Подключение ацп
Для того чтобы обработать информацию в микроконтроллере, она должна быть представлена в цифровом виде. Информация с датчиков на вход системы поступает в аналоговом виде. Для решения данного противоречия необходимо преобразовать аналоговый сигнал на входе системы в цифровой. Для данной цели в схеме используется аналого-цифровой преобразователь (АЦП).
Современные микроконтроллеры содержат встроенные АЦП, но мы для учебных целей примем, что встроенного АЦП нет и мы используем внешнюю микросхему. Возьмем микросхему MAX197.
1.2.5 Общие данные
MAX197 - мультидиапазонный (±10 В, ±5 В, +10 В, +5 В), 12-ти разрядный АЦП с 8+4 шиной интерфейса и униполярным питанием +5. Включение АЦП показано на рисунке:
Рис.2 АЦП MAX197
Отличительные особенности:
12-ти разрядное разрешение, линейность 0.5 единицы младшего разряда
Униполярное питание +5 В
Программно – выбираемый диапазон входных напряжений: ±10 В, ±5 В, от 0 В до 10 В, 0 В до 5 В
Входной мультиплексор с защитой от сбоя (±16.5 В)
8 аналоговых входных каналов
Время преобразования 6 мкс, скорость дискретизации 100 kbps
Внешний или внутренний контроль ввода данных
Внутренний источник опорного напряжения 4.096 В, возможность работы с внешним ИОН
Два вида режима Power-Down
Работа от встроенного или от внешнего генератора
Описание:
ИС MAX197 является мульти- диапазонной, 12-ти разрядной системой сбора данных (DAS), с униполярным питанием +5 В, и возможностью работы с входными сигналами, превышающими, как уровень шины питания, так и с уровнями сигналов ниже уровня корпуса. Данная система имеет 8 каналов аналоговых входов , которые могут независимо программироваться для работы в разных диапазонах входных напряжений: ±10 В, ±5 В, от 0 В до +10 В, или от 0 В до +5 В. Это повышает эффективный динамический диапазон до 14 разрядов, и обеспечивает гибкость в использовании, при подключении сенсоров с питанием 4 мА- 20 мА, ±12 В, и ±15 В, в системе с униполярным питанием +5 В. Дополнительно, конвертер нечувствителен к перегрузке напряжениями до ±16.5 В; аварийное состояние на любом из каналов не влияет на результат преобразования выбранного канала. Другие функции включают: 5 МГц полосу пропускания системы фиксации Track/Hold, программируемый выбор внешнего/внутреннего генератора и системы ввода данных, 8 + 4 параллельный интерфейс, и использование встроенного 4.096 В или внешнего источника опорного напряжения.
Вход SHDN аппаратного перевода ИС и два программируемых (STBYPD, FULLPD) режима экономии энергопотребления позволяют переводить ИС в режим shutdown в промежутках между преобразованиями. В режиме STBYPD источник опорного напряжения остается активным, что позволяет избежать задержек при включении.
ИС MAX197 имеет стандартный микропроцессорный интерфейс. Порты ввода/вывода данных с тремя состояниями имеют конфигурацию для работы с 8-и разрядными шинами данных. Тайминги запроса и освобождения шины данных совместимы с большинством популярных микропроцессоров. Все логические входы и выходы ИС совместимы с уровнями TTL/CMOS.
ИС MAX197 выпускается в корпусах 28- pin DIP, wide SO, SSOP, и в керамическом SB.
Описание ножек
PIN |
Имя |
Функциональное назначение |
1 |
CLK |
Вход задающего генератора. Если генератор внешний то он должен быть совместим с TTL/CMOC. В режиме внутреннего генератора подключите емкость, чтобы задать частоту. 100pF для FCLK=1,56 МГц |
2 |
CS |
Chip Select. |
3 |
WR |
Когда уровень CS низкий, в режиме внутреннего сбора, по переднему фронту WR начинается сбор данных и цикл преобразования. Когда уровень CS низкий, в режиме внешнего сбора, при первом фронте WR начинается сбор данных и по прибытии второго фронта заканчивается сбор и стартует преобразование. |
4 |
RD |
Если уровень CS низкий, то по заднему фронту RD становиться доступным операция чтения на шине данных. |
5 |
HBEN |
Используется, чтобы мультиплексировать 12-битовый результат преобразования. Когда высоко, 4 MSBs мультиплексированы на шине данных; когда низко, 8 LSBs доступны на шине. |
6 |
SHDN |
Выключение |
7-10 |
D7-D4 |
Цифровой вход-выход с тремя состояниями |
11 |
D3/D11 |
|
12 |
D2/D10 |
|
13 |
D1/D9 |
|
14 |
D0/D8 |
|
15 |
AGND |
Аналоговая земля |
16-23 |
CH0-Ch7 |
Аналоговые входные каналы |
24 |
INT |
INT становиться низко, когда преобразование закончилось, и данные готовы. |
27 |
VDD |
+5 В питание |
28 |
DGND |
Цифровая земля |