3.4. Интерфейсы:
3.4.1. Интерфейс общения с rs-232.
Для передачи данных на персональный компьютер используется встроенный в PIC-процессор Serial Communication Interface (Последовательный интерфейс связи). Данный интерфейс имеет два режима работы :
- Асинхронный ;
- Синхронный .
Так как связь процессора осуществлена с портом RS-232, то в данном приборе был выбран асинхронный режим работы, со скоростью передачи данных 115,2 кБода.
Рис 3.4.1 Временная диаграмма работы SCI модуля.
Передача начинается при записи в регистр TXREG передаваемого байта и автоматическим обнулением бита TRMT . После окончания передачи бит TRMT снова устанавливается в единицу.
3.4.2. Интерфейс общения с цаПом max513.
Для передачи данных на MAX513 используется встроенный Synchronus Serial Port (Синхронный последовательный порт). Так как нам необходимо только передавать данные на ЦАП то мы будем использовать только часть возможностей данного порта, то есть будет организована однонаправленная симплексная связь между процессором и ЦАПом.
Рис 3.4.2.А. Временная диаграмма работы SSP модуля.
Для осуществления нормального цифро-аналогово преобразования на МАХ513 необходимо подать следующие сигнала:
-
сначала сигнал выбора устройства CS
установить в нулевое значение,
- затем подать управляющую команду и только после этого передать байт для цифро-аналогово преобразования.
-
после завершения преобразования
установить сигнал CS в единичное значение.
Рис 3.4.2.В. Временная диаграмма интерфейса МАХ513.
3.5. Расчеты:
3.5.2.1. Расчет констант для задержки в модуле ацп.
Проведем расчет минимального времени для осуществления аналого-цифрового преобразования.
Используя данные из “Mikrocontroler Data Book” фирмы Mikrochip получим следующие результаты: для аналого-цифрового преобразования необходимо 10 циклов TAD . Выбрав максимальную скорость преобразования и соответственно минимальное TAD (для частоты 20 Мгц значение минимального TAD составляет 1,6 мкс), получим , что для полного аналого-цифрового преобразования необходимо минимум 16 мкс. Но сюда еще надо добавить время на обработку результатов и запись результатов в ячейку памяти. Длинна этих вычислений составляет 10 команд. Зная, что время выполнения команды составляет 200 нс, получим, что время обработки результатов составляет 2 мкс. Итого полное время аналого-цифрового преобразования одного байта составляет tпреобразования=18 мкс.
Соответственно максимальная частота дискретизации для аналого-цифрового преобразования составляет:
fmax ацп=1/tпреобразования=1/18 мкс =55,55 кГц.
Для получения меньшей частоты дискретизации, после обработки результатов вставлена процедура задержки, которая увеличивает время преобразования. Таким образом мы можем получить практически любую частоту дискретизации, меньше максимальной.
3.5.2.2. Расчет констант для задержки в модуле цаПа.
Чтобы рассчитать константы для задержки необходимо знать максимальную частоту дискретизации.
Используя данные из “MAXIM. Data Book” , что для цифро-аналоговое пенообразования необходимо время на передачу двух байт+время между байтами, равное времени на передачи двух бит+время переключение ключей , равное 0,4 мкс, и зная что максимальная скорость по SSP для МАХ513 составляет 5 Мгц, или время передачи 1 бита равно tбита= 200 нс, получаем:
tитог= tбита 18=200 нс 18+0,4=4 мкс.
или
fmax цапа=1/tитог=1/4 мкс =250 кГц.
Для получения меньшей частоты дискретизации, после осуществления для цифро-аналогово преобразования вставлена процедура задержки, которая увеличивает время преобразования. Таким образом мы можем получить практически любую частоту дискретизации, меньше максимальной.