Источники прерываний таймера.

Как только происходит переполнение счетного регистра или ещё какое-нибудь событие, сразу же происходит вызов прерывания.

За прерывания от таймеров отвечают регистры:

• TIMSK (Timer/Counter Interrupt Mask) 

• TIFR (Timer/Counter Interrupt Flag Register).

TIMSK – это регистр масок, биты, находящиеся в нем, локально разрешают прерывания. Если бит установлен, значит конкретное прерывание разрешено. Если бит сброшен в ноль, значит данное прерывание запрещено. По умолчанию после системного сброса все биты регистра TIMSK сброшены в ноль.

Широтно-импульсная модуляция. Понятие широтно-импульсной модуляции. Различные режимы широтно-импульсной модуляции. Режим быстрый ШИМ (Fast PWM). ШИМ без фазового сдвига (Phase Correct PWM).

Понятие ШИМ и режимы.

Ш иротно-импульсная модуляция (ШИМ) – метод кодирования аналогового сигнала путём изменения ширины (длительности) прямоугольных импульсов несущей частоты.

Определяется формулой:

Отношение времени действия положительного напряжения ко всему периоду сигнала называется коэффициентом заполнения. Чаще используют обратную ему величину – скважность – отношение периода импульса к времени действия положительного напряжения в нём.

Таким образом, меняя скважность сигнала мы смогли симулировать различные уровни аналогового сигнала. При большой частоте сигнала, разница между ШИМ и аналоговым сигналом будет практически неразличима.

Технология ШИМ используется в ЦАП в наших МК.

Режимы работы ШИМ рассмотрены в предыдущем вопросе тут (Fast PWM и Phase-Correct PWM).

Цифро-аналоговые преобразователи. Структурная схема цап. Параллельная схема суммирования токов. Последовательная схема суммирования токов.

Цифро-аналоговый преобразователь – устройство, преобразующее цифровой сигнал в аналоговый.

Микросхемы ЦАП классифицируются по следующим признакам:

По виду выходного сигнала	1. С токовым выходом; 2. Выход в виде напряжения
По типу цифрового интерфейса	1. С последовательным вводом; 2. С параллельным вводом
По числу ЦАП на кристалле	1. Одноканальные; 2. Многоканальные
По быстродействию	1. Стандартные; 2. Высокого быстродействия

Схема: имеем n-ое количество источников тока, каждый из которых соответствует текущему разряду. Каждый следующий, выдает ток, в 2 раза больше предыдущего (от разряда к разряду). Далее ток суммируется и преобразуются в выходное напряжение (трансимпедансный усилитель).

Структурная схема цап (с суммированием токов, парал.)

Схема: Источник опорного напряжения и делитель напряжения. Каждое последующее сопротивление меньше предыдущего в 2 раза (от разряда к разряду.

Недостатки параллельной схемы:

• При высокой разрядности сопротивления резисторов должны быть согласованы с высокой точностью.

• Жесткие требования к резисторам старших разрядов, поскольку разброс тока в них не должен превышать тока младшего разряда

• Сопротивления весовых резисторов могут отличаться в тысячи раз, что затруднят реализацию таких резисторов на кристалле ИС

• Сопротивления резисторов старших разрядов могут быть соизмеримы с сопротивлением замкнутого ключа, что повышает погрешность

Структурная схема цап (с суммированием токов, послед.)

Схема: Источник опорного напряжения + матрица R-2R с заземлением + ключи. Преобразование тока в напряжение происходит с помощью резистора обратной связи.

Погрешности:

1. Смещение нуля (ошибка смещения).

2. Нелинейность преобразования (дифференциальная нелинейность).

Аналого-цифровые преобразователи. АЦП параллельного преобразования (параллельные АЦП). АЦП последовательного приближения. Интегрирующие АЦП. Сигма-дельта АЦП. Схемы и принцип работы, основные преимущества и недостатки.

Аналогово-цифровой преобразователь – устройство, преобразующее аналоговый сигнал в цифровой. Аналого-цифровое преобразование состоит из 2х самостоятельных операций: дискретизации во времени и квантовании по уровню. Формулы:

1) f_D = 1 / T_D – частота дискретизации

2) N = log₂(U_АЦП / U_К) – разрядность квантования, где U_АЦП – диапазон входного напряжения АЦП, U_К – шаг квантования

3) V = N * f_D [кбит/с] – скорость передачи информации (количество информации на 1 с записи)

Классификация АЦП

По основным параметрам	Архитектура АЦП
1. Разрядность 2. Частота преобразования 3. Точность преобразования	1. Параллельного преобразования 2. Последовательного приближения 3. Двухтактного интегрирования 4. Сигма-дельта АЦП