Современные средства автоматизации

говых преобразователей. Следует отметить, что на цифровые входы одновремен­но должны подаваться 10 двоичных разрядов, что не очень удобно для микро­контроллерных систем.

В разделе 3.9.3 были сформулированы требования к цифроаналоговой под­системе, выполненной на базе последовательных DAC с последовательным ин­терфейсом SPI. Необходимо было оснастить универсальный технологический контроллер шестью независимыми 8-разрядными цифроаналоговыми преобразо­вателями (допустима и более высокая разрядность при незначительном повыше­нии стоимости), а также тремя независимыми 10-разрядными преобразователя­ми (допустима и более высокая разрядность). При этом необходимо было обес­печить малое энергопотребление, питание îò одного источника +5 В, подсистема должна занимать минимальную площадь печатной платы.

Проведенный раннее предварительный отбор позволил отобрать ряд микро схем-претендентов, которые были приведены в табл. 3.17.

Все двухканальные преобразователи разделены на шесть групп по типу кор­пуса и расположению выводов.

Первую группу представляет двухканальный восьмиразрядный цифроанало­говый преобразователь AD7303, вторую — MAX522. В третью группу входят два двухканальных восьмиразрядных DAC — TLV5625, TLV5626 и два двухка­нальных десятиразрядных DAC — TLV5617A è TLV5637. Четвертую группу представляет микросхема MAX548. В пятую группу входят две двухканальные десятиразрядные микросхемы LTC1661 è LTC1662. Все микросхемы первых пяти групп выпускаются в корпусе DIP8. В шестую группу входит только двух­канальный десятиразрядный DAC — MAX5158, выпускаемый в корпусе DIP16. Все микросхемы имеют последовательный интерфейс SPI и соответствующие ему сигналы управления DIN (вход последовательных данных), SCLK (вход син­хронизации). Конечно же, имеются и некоторые отличия. Например, все микро­схемы кроме AD7303 (первая группа) имеют обычный вход выборки кристалла CS/, а в микросхеме AD7303 âõîä SYN/ выполняет двойную функцию: при пе реходе потенциала на нем из высокого уровня в низкий происходит выборка кристалла, а по положительному фронту сигнала срабатывает вторая ступень внутренней буферизации, что приводит к обновлению данных. В микросхеме MAX548 имеется отдельный вход управления второй ступенью внутренней бу­феризации — LDAC/. Микросхема MAX5158 имеет расширенный набор функ

ций, например сброс данных, отдельные входы опорного напряжения для каждо­го из каналов и т. п.

Микросхемы четырехканальных цифроаналоговых преобразователей показа ­ны на рис. 3.23.

На рис. 3.24 представлены две группы восьмиканальных микросхем и одна трехканальная микросхема.

Наибольший интерес из них представляет первая группа микросхем, в кото­рую входит как восьмиразрядная микросхема LTC1665, так и десятиразрядная микросхема LTC1660. Эти микросхемы выполнены в корпусе DIP16. Следует от­метить, что по выводам c ними совпадает микросхема четырехканального деся-

тиразрядного DAC — LTC1664, у которой отсутствуют старшие четыре выхода микросхем LTC1660/1665. Однако все восьмиканальные микросхемы достаточ­но редки.

Наиболее красиво с точки зрения схемотехники поставленная задача реша­ется при выполнении цифроаналоговой подсистемы на двух восьмиканальных микросхемах DAC с последовательным интерфейсом SPI: восьмиразрядной LTC1665 и десятиразрядной LTC1660. Принципиальная схема такой подсисте­мы представлена на рис. 3.25. Она состоит всего из двух микросхем в корпусе DIP16. Особенностью такой подсистемы является то, что используемые восьми­разрядная и десятиразрядная микросхемы имеют одинаковое назначение выво­дов. Это обстоятельство позволяет легко модернизировать подсистему в подсис­тему 16 восьмиразрядных или десятиразрядных DAC. К сожалению, используе­мые в подсистеме микросхемы достаточно сложно приобрести.

предполагает наличие дополнительных аппаратных затрат на организацию па­раллельной магистрали для обмена между контроллером и подсистемой. С дру­гой стороны, использование параллельного интерфейса значительно упрощает программное обеспечение микроконтроллера. Пример выполнения восьмираз­рядной части подсистемы DAC на микросхемах с параллельным интерфейсом показан на рис. 3.26.

В заключение приведем принципиальную схему подсистемы на самых рас­пространенных и легкодоступных микросхемах фирмы MAXIM (см. рис. 3.28). Эта подсистема выполнена на двух четырехканальных восьмиразрядных микро

В заключение следует отметить, что на приведенных рисунках были пока­заны только собственно микросхемы цифроаналоговых преобразователей. На самом деле в реальную подсистему должен входить достаточно мощный и ста бильный источник опорного напряжения, выход которого подключается к сиг­нальной линии REF. В зависимости от назначения системы, таких источников

может быть несколько, на разные напряжения. Кроме того, несмотря на то что все использованные микросхемы имеют буферизацию по выходному напряже­нию, в реальном изделии нам необходимо поставить еще на каждый выходной канал по масштабирующему выходному усилителю для повышения нагрузочной способности и обеспечения необходимого уровня выходного напряжения.

Как уже отмечалось в предыдущей главе, в современных универсальных технологических контроллерах и системах малой автоматизации наиболее часто используются микроконтроллеры семейства iMCS-51 facto промышленным стандартом среди микроконтроллеров. Известно что не­смотря на тот факт, что эти микроконтроллеры существуют уже более 20 лет, и сегодня в мире около 70 % промышленных изделий используют именно их. Они выпускаются многими фирмами в различных усовершенствованных вариантах, часто называемых х51-совместимыми микроконтроллерами.