- •Министерство образования российской федерации
- •Неинвертирующий усилитель
- •Последовательные цап.
- •Цап с широтно-импульсной модуляцией.
- •Параллельные цап.
- •Цап с суммированием весовых токов.
- •Параметры цап.
- •Статические параметры.
- •Шумы цап
- •Принципы преобразование аналогового сигнала в цифровую форму Аналогово-цифровые преобразователи (ацп)
- •Классификация ацп.
- •Параллельные ацп
- •Последовательные ацп ацп последовательного счета (развертывающие ацп).
- •Ацп последовательного приближения
- •Интегрирующие ацп ацп многотактного интегрирования.
- •Параметры ацп
- •Статические параметры
- •Динамические параметры
- •Шумы ацп
- •Применение микропроцессорной техники в информационно-измерительных и управляющих системах
- •Микроконтроллеры серии mcs-51 с расширенными функциями. Однокристальный микроконвертор aDuC812.
- •Структурная схема микроконвертора.
- •Арифметико-логическое устройство
- •Память программ.
- •Оперативная память.
- •Таймеры счетчики.
- •Регистр управления/статуса уапп
- •Скорость приема/передачи
- •Ацп и цап.
- •Расширенные команды работы с ацп – цап.
- •Работа с ацп.
- •Регистр adccon1:
- •Работа с цап.
- •Преобразование начинается только тогда когда данные записываются в младшие 8 разрядов daCxL.
- •Система команд.
- •Арифметические операторы.
- •Команды пересылки данных.
- •Команды условного и безусловного перехода.
- •Логические операции.
- •Операции с битами данных.
- •Сопряжение измерительных устройств с эвм. Приборные интерфейсы rs-232, centronix Последовательный интерфейс rs-232
- •Основные виды исследований и их особенности в электроизоляционной, кабельной и конденсаторной технике Датчики для применения в промышленных условиях
- •Температурные датчики
- •Резисторный температурный датчик фирмы «bosch»:
- •Датчики давления
- •Датчик давления фирмы «sensortechnic»
- •Датчики давления фирмы «bosch»
- •Промышленный переключатель, управляемый уровнем давления фирмы «herga»:
- •Датчики скорости воздуха или газа
- •Переключатель расхода фирмы « namco»
- •Миниатюрный датчик расхода фирмы «eta»
- •Расходомер воздуха фирмы «bosch»
- •Переключатели уровня
- •Уровневый переключатель фирмы assemtech с вертикальным поплавком
- •Уровневый переключатель фирмы assemtech из нержавеющей стали с вертикальным поплавком
- •Оптические угловые датчики
- •Датчики местоположения, линейных и угловых перемещений (движения)
- •Датчики Холла.
- •Датчик угловой скорости Холла фирмы bosh:
- •Магнитно-индуктивные датчики
- •Индуктивные dc-tlw датчики
- •Ультразвуковые датчики
- •Датчики перемещения на основе lvdt (Линейно-регулируемые дифференциальные трансформаторы)
- •Датчик вибрации фирмы «bosch»
- •Пример датчика местоположения:
- •Акселерометры Пьезоэлектрические акселерометры
- •Пьезоэлектрический акселерометр фирмы «Tegea huntleigh»
- •Пьезорезистивные акселерометры
- •Акселерометр фирмы «bosch»
- •Тензодатчик
- •Особенности автоматизированных средств контроля и управления параметрами технологий в кабельной технике
Скорость приема/передачи
Скорость приема/передачи, т.е. частота работы УАПП в различных режимах, определяется различными способами.
Режим 0. Частота передачи зависит только от резонансной частоты кварцевого резонатора . За один машинный цикл последовательный порт передает один бит информации.
Режимы 1, 2 и 3. Скорость приема/передачи зависит от значения управляющего бита SMOD.
Режим 2. Частота передачи определяется выражением . Иными словами, приSMOD = 0 частота передачи равна , а приSMOD = 1 равна .
Режимы 1 и 3. В формировании частоты передачи кроме управляющего бита SMOD принимает участие таймер 2. При этом частота передачи зависит от частоты переполнения (OVT2) и определяется следующим образом: . Прерывание от таймера 2 в этом случае должно быть заблокировано. Сам Т/С2 может работать и как таймер, и как счетчик событий в любом из трех режимов. Однако наиболее удобно использовать режим таймера с автоперезагрузкой (старшая тетрадаTMOD = 0010В). При этом частота передачи определяется выражением /.
Ацп и цап.
В данном микроконтроллере используется 12 разрядное АЦП последовательного приближения. Максимальная скорость обработки информации составляет до 200 тыс. выборок в секунду и может варьироваться за счет изменения коэффициента тактирования АЦП.
Вход АЦП подключен к мультиплексору, 8 входов мультиплексора подключены к 8 аналоговым входам микроконтроллера, 9-й вход мультиплексора подключен к интегрированному датчику температуры.
В микроконтроллер встроен программно аппаратный комплекс для авто калибровки АЦП. При необходимости, в зависимости от конкретных решений, можно самостоятельно калибровать АЦП.
Интегральная нелинейность: максимальная ±1,5 ширины кванта, средняя ±0,5 ширины кванта при частотах обработки до 100 кГц. Средняя ±1,5 ширины кванта при частотах обработки 200 кГц.
Дифференциальная нелинейность: средняя ±1 при частоте обработке 100 кГц.
Входная емкость 20 пФ.
ЦАП
В состав микроконтроллера входят 2 12-ти разрядный цифро-аналоговых преобразователя.
Характеристики:
Разрядность 12 бит.
Относительная точность ±3 ширины кванта.
Дифференциальная нелинейность ±1 ширины кванта.
Ошибка смещения: максимальная 50 мВ, средняя 25 мВ.
Ошибка шкалы: максимальная 25 мВ, средняя 10 мВ.
Время установления выходного напряжения 8мкс.
Величина резистивной нагрузки 10 кОм.
Величина емкостной нагрузки 100 пФ.
Входной импеданс 0,5 Ом.
Нагрузка по току 50 мкА.
Расширенные команды работы с ацп – цап.
Вся работа с АЦП осуществляется через специальное прерывание ADCI – прерывание возникающие после окончания преобразования входного сигнала. Вектор прерывания АЦП – 33h. Данные с АЦП передаются через регистры ADCDATAH, ADCDATAL. Управление АЦП осуществляется через регистры ADCCON1, ADCCON2, ADCCON3.
Работа ЦАП осуществляется посредством регистров DACCON – управляющий регистр и DAC0H, DAC0L, DAC1H, DAC1L – регистры данных для ЦАП.
Работа с ацп.
Режимами работы АЦП управляют 3 регистра ADCCON1, ADCCON2 и ADCCON3.
Регистр adccon1:
Расположение бит |
Мнемокод |
Описание |
ADCCON1.7 ADCCON1.6 |
MD1 MD0 |
Выбирает режим работы АЦП. MD1 MD0 Режим АЦП 0 0 Дежурный 0 1 Нормальный 1 0 Дежурный, если не выполняется цикл преобразования 1 1 Холостой, если не выполняется цикл преобразования |
ADCCON1.5 ADCCON1.4 |
CK1 CK0 |
Биты деления тактовой частоты работы АЦП, выбирает коэффициент деления частота основной тактовой частоты микроконтроллера. Цикл преобразования занимает 16 тактов, в дополнение тактов переключения. CK1 CK0 Деление частоты 0 0 1 0 1 2 1 0 4 1 1 8 |
ADCCON1.3 ADCCON1.2 |
AQ1 AQ0 |
Биты задержки переключения, выбирают время, необходимое для перезарядки УВХ при переключении мультиплексора. AQ1 AQ0 Число тактов задержки 0 0 1 0 1 2 1 0 3 1 1 4 При импедансе источника входных сигналов менее 8 кОМ выбирают 1 такт в противном случае 2-4 такта. |
ADCCON1.1 |
T2C |
Бит разрешения запуска преобразования от таймера 2. Если бит установлен то сигнал переполнения таймера 2 используется для запуска преобразования. |
ADCCON1.0 |
EXC |
Бит разрешения внешнего запуска. Если установлен то контакт CONVST/ используется как сигнал запуска. |
Регистр ADCCON2:
Расположение бит |
Мнемокод |
Описание |
ADCCON2.7 |
ADCI |
Бит прерывания АЦП, устанавливается при завершении преобразования при одиночном преобразовании, либо по окончании передачи блока данных в режиме прямого доступа к памяти. |
ADCCON2.6 |
DMA |
Бит разрешения прямого доступа к памяти. Устанавливается пользователем при активации режима. |
ADCCON2.5 |
CCONV |
Бит циклического преобразования, устанавливается при активации режима непрерывного преобразования. АЦП начинает непрерывное преобразование в соответствии с другими регистрами. |
ADCCON2.4 |
SCONV |
Бит одиночного преобразования устанавливаться пользователем при начале однократного преобразования. Сбрасывается аппаратно при окончании преобразования. |
ADCCON2.3 ADCCON2.2 ADCCON2.1 ADCCON2.0 |
CS3 CS2 CS1 CS0 |
Биты выбора каналов. CS3 CS2 CS1 CS0 0 n2 n1 n0 выбор канала. 1 0 0 0 канал температурного сенсора 1 x x x не документированные комбинации 1 1 1 1 останов режима прямого доступа к памяти |
Регистр ADCCON3:
Расположение бит |
Мнемокод |
Описание |
ADCCON3.7 |
BUSY |
Только для чтения. Устанавливается аппаратно в момент начала преобразования, сбрасывается после окончания преобразования. |
ADCCON3.6 - ADCCON3.0 |
RSVD |
Зарезервированы, всегда должны быть 0. |
Для обработки результатов должен быть задан обработчик прерывания от АЦП, вектор прерывания 033h. Затем необходимо активировать режим преобразования. Существует 3 режима преобразования: одиночное преобразование, непрерывное преобразование и преобразованием с прямым доступом к памяти.
Для одиночного преобразования нужно установить бит SCONV, после окончания преобразования будет сгенерировано прерывание от АЦП. Для непрерывного преобразования устанавливается бит CCONV и после очередного прерывания генерируется прерывание от АЦП.
Если с преобразованными данными предстоит длительная обработка, а потеря даже одного преобразования недопустима используется режим прямого доступа к памяти. Данные передаются во внешнюю память. Для активации данного режима нужно предварительно разметить память для приема данных от АЦП. Байты должны чередоваться. Старшие 4 бита первого байта указывают на номер канала. Младшие 4 бита предназначены для 4 старших бита предназначены для 4 старших битов данных АЦП. Следующий байт предназначен 8 младших бит данных АЦП. Затем адрес начала размеченной области передается через регистры DMAP, DMAH, DMAL. Режим прямого доступа к памяти прекращается в случае если в качестве следующего канала установлен 1111. После завершения режима генерируется прерывание. В режиме прямого доступа к памяти микроконтроллер свободен для выполнения любого кода, ограничения касаются лишь использования параллельных портов 2 и 3 через которые идет передача данных.
Данные преобразования помещаются в регистры ADCDATAL и ADCDATAH. В ADCDATAH верхние 4 бита содержат номер канала результат преобразования которого помещен в ADCDATAL и младшие 4 бита ADCDATAH.