Интегрирующий преобразователь
Интегрирующий ADC для сравнения входного сигнала с эталонным использует заряд конденсатора. Сначала (рис. 1.10) конденсатор в течении фиксированного промежутка времени Т1 заряжается током, пропорциональным входному сигналу. После это он разряжается постоянным током с определенным значением. Время разряда конденсатора Т2 пропорционально значению входного напряжения. Оно фиксируется с помощью счетчика и поступает на выход схемы (рис. 1.11).
Рисунок 1.10 Интегрирование сигнала в преобразователе.
Интервал времени T1 задается включением ключа S1. По окончании T1 ключ S1 размыкается, а S2 – замыкается. Опорное напряжение U0 должно иметь знак противоположный знаку напряжения входного. Компаратор, устройство управления и счетчик определяют выходной код D, пропорциональный интервалу T2.
Рисунок 1.11 Интегрирующий ADC.
Интегрирующие схемы ADC имеют 8-16 разрядов и могут представлять результат в двоичном или двоично-десятичном коде.
Сигма-дельта преобразователь
Сигма-дельта преобразователи являются разновидностью интегрирующих ADC, в которых выходной ток компенсируется коммутируемым зарядом от встроенного источника (рис. 1.12). Импульсы тока фиксированной длительности на каждом такте могут быть подключены к входу интегратора. В суммирующей точке интегратора поддерживается нулевой средний ток. Счетчик подсчитывает число импульсов, поступающих в суммирующую точку за фиксированный период времени. Результат счета пропорционален входному напряжению.
Рисунок 1.12 Сигма-дельта преобразователь.
1.13 Устройства обмена данными с другими микроконтроллерами
Обмен данными с другими микроконтроллерами в управляющей системе, содержащей несколько совместно работающих микроконтроллеров, может осуществляться по последовательному каналу или путем совместного использования внешней памяти.
Обмен данными по последовательному каналу выполняется с использованием последовательного порта (SP). Обмен производится путем посылки отдельных кадров, каждый из которых содержит стартовый бит, семь или восемь информационных битов и один стоповый бит. В состав кадра может быть включен дополнительный бит, который используется для контроля по четности правильности пересылки данных или для различения кадров, содержащих адреса абонентов, и кадров содержащих данные, при включении контроллера в простейшую локальную сеть.
Последовательный порт может также осуществлять последовательный ввод или вывод байтов с использованием внешних сдвигающих регистров, которые в этом случае выполняют функции дополнительных параллельных портов ввода или вывода.
У микроконтроллеров некоторых типов в число периферийных устройств входит второй последовательный порт (SSIO), с помощью которого осуществляется непосредственный обмен байтами между двумя микроконтроллерами путем последовательной передачи байта и сопровождающей серии импульсов сдвига. Порт SSIO содержит два последовательных канала, каждый из которых может работать в режиме передачи или в режиме приема. Максимальная скорость обмена (на частоте 16 МГц): в асинхронном режиме - 1 Мбод; в синхронном режиме - 4 Мбод.
Микроконтроллеры почти всех модификаций имеют аппаратные средства, обеспечивающие совместное использование внешней памяти несколькими микроконтроллерами. Согласование работы микроконтроллеров при обращении к внешней памяти реализуется с помощью сигналов НОLD, HLDA, BREQ и дополнительной внешней аппаратуры.
У микроконтроллеров некоторых типов имеется "подчиненный" порт (Slave Port), предназначенный для обмена данными с центральным процессором в иерархической управляющей системе. Через "подчиненный" порт микроконтроллер подключается непосредственно к системной магистрали микропроцессорной системы. Обмен данными происходит под управлением центрального процессора, который обращается к микроконтроллеру, как к собственному порту ввода и вывода. При появлении необходимости передать данные в центральный процессор микроконтроллер посылает запрос прерывания.