4.3. Преобразование аналогового напряжения в цифровой код при использовании в мпсу микроконтроллера
Схема подачи заданных аналоговых сигналов напряжения на входы микроконтроллера в МСУД-Н электровоза ЭП1П(М) приведена на рис. 4.10. Здесь приведены каналы прохождения U≡Iяз и U≡Vз через элементы блока аналоговых сигналов БАС-051 (на рис. 4.10 – А18) в блок микроконтроллера БМК-036 на входы микроконтроллера Е1. Аналого-цифровые преобразователи размещены непосредственно в корпусах микроконтроллера, поэтому основная задача вспомогательных входных элементов заключается в подготовке напряжения для преобразования в код по предельным амплитудам помех, то есть предусмотреть все, чтобы не повредить аналоговый вход микроконтроллера и его элементы внутри микросхемы.
Так как внешние элементы для каждого входа микроконтроллера одинаковы, то имеет смысл рассмотреть только один канал, например: прохождение U≡Iз до входа AN микроконтроллера.
Заданное напряжение U, пропорциональное току Iз, от задатчика SM1 по проводу А33, контакт разъема X13/10 МСУД-H, контакты А13, В13 разъема Х28/Х2 кассеты БАС-051 по проводу 9 подается на входной делитель, резисторы R7, R19 и фильтры: низкочастотный C21 и высокочастотный С7. Диоды V7, V19 защищают входное напряжение от попадания на него обратного (V7) и превышения уровня +5 В (V19). Затем проводом 17 через контакты А21, В2 разъема Х1/Х27, проводом 352 U подается через контакты В16, С16 разъема Х34/Х1 блока БМК-036 по проводу AN7 через дополнительный ограничивающий резистор R12 и конденсатор помехоподавления на контакт 8 розетки микроконтроллера и через контакт 8 МК на аналоговый вход AN6. Исключение внешних схем АЦП для преобразования аналогового напряжения в цифровой код существенно упрощает схему и уменьшает габариты МПСУ электровозов.
Рис. 4.10. Схема подачи заданных аналоговых сигналов на входы микроконтроллера ЭП1П(М) МСУД-Н
4.4. Порядок выполнения работы
1. По литературным источникам [1 – 11] и данным методическим указаниям изучить назначение, принципы действия микросхем, входящих в состав аналого-цифрового преобразователя.
2. Изучить схему преобразователя напряжения в цифровой код для микропроцессора.
3. Изучить схему преобразователя напряжения в цифровой код для микроконтроллера.
4. Выполнить измерения на лабораторных стендах.
4.5. Содержание отчета
1. Назначение микросхем АЦП для микропроцессора.
2. Принцип работы преобразователя напряжения в частоту VFC110.
3. Схема преобразователя аналогового напряжения в цифровой код для микропроцессора.
4. На стенде снять зависимость выходного напряжения в цифровой форме от аналогового входного напряжения при использовании микропроцессора МСУД и представить в виде таблицы и графика.
5. На стенде снять зависимость выходного напряжения от аналогового входного напряжения при использовании микроконтроллера МСУД-Н и представить в виде таблицы и графика.
4.6. Контрольные вопросы
1. Принцип работы микросхемы 564ЛН2?
2. Принцип работы микросхемы VFC110?
3. Принцип работы микросхемы 564ИЕ10?
4. Принцип работы микросхемы 588ИP1?
5. Принцип преобразования аналогового напряжения в цифровой код для микропроцессора?
6. Принцип преобразования аналогового напряжения в цифровой код для микроконтроллера?