1.2.7. Аналоговые входы-выходы

ADuC812 имеет в своем составе 8 быстродействующих 12 разрядных АЦП и 2 12 разрядных ЦАП (выход напряжения) (рис. 16). Для коррекции зависимости параметров ЦАП и АЦП от температуры в ADuC812 встроен термодатчик. Все входы ЦАП и выходы АЦП выведены на разъем J1. Кроме того, выходы DAC0 и DAC1 можно замкнуть на входы ADC0 и ADC1 с помощью переключателя SW1.

Рис. 15. Организация шин адреса/данных

Рис. 16. Выходы АЦП и ЦАП

1.2.8. Светодиодные индикаторы

Светодиодные индикаторы подключены к расширителю портов ввода-вывода. Так как все катоды светодиодов подключены к корпусу, для зажигания светодиодов необходимо подать напряжение +5В (лог. «1») на соответствующий анод. Резисторы R32..R43 ограничивают ток, текущий через порт ввода-вывода и светодиод. В данном случае приблизительный ток можно вычислить по закону Ома: I=U/R=3.3/1000 = 3.3 мА. От силы тока зависит яркость горения светодиода. Если ток сделать очень большим, то порт ввода-вывода или светодиод могут выйти из строя.

Рис.17. Светодиодный индикатор

1.2.9 Устройства i2c

В стенде SDK-1.1 два устройства подключенных к шине I²C: часы реального времени PCF8583 (U11) и EEPROM AT24C01A (U14) (рис.18).

Внешняя E²PROM – перепрограммируемое электрически стираемое постоянное запоминающее устройство. Объем памяти E²PROM, установленной в стенде SDK-1.1, составляет 128 байт (возможна установка Е²PROM большего объема, до 32 Кб). Микросхема Е²PROM взаимодействует с процессором посредством интерфейса I²С.

Основные характеристики E²PROM:

• Возможность перезаписи до 1 млн. раз.

• Возможность побайтной и постраничной записи (в текущей конфигурации размер страницы составляет 8 байт).

Часы реального времени PCF8583 – часы/календарь с памятью объемом 256 байт, работающие от кварцевого резонатора с частотой 32.768 кГц. Питание осуществляется ионистором (0.1 ф). Из 256 байт памяти собственно часами используются только первые 16 (8 постоянно обновляемых регистров-защелок на установку/чтение даты/времени и 8 на будильник), остальные 240 байт доступны для хранения данных пользователя. Точность измерения времени - до сотых долей секунды. Взаимодействие с процессором осуществляется через интерфейс I²С.

Рис.18. Шина I²C

1.2.10. Матричная клавиатура ak1604a-wwb

Клавиатура организована в виде матрицы 4x4. Доступ к колонкам и рядам организован как чтение/запись определенного байта внешней памяти (4 бита соответствуют 4 колонкам, другие 4 бита - рядам). Ряды ROW1..ROW4 подключены к плюсу питания через резисторы. Это обеспечивает наличие логической единицы при отсутствии нажатия. На столбцы клавиатуры подают логический ноль. При нажатии на кнопку, происходит изменение значения сигнала на входе соответствующего ряда с единицы на ноль. Клавиатура подключена через расширитель портов на ПЛИС.

Рис. 19. Подключение клавиатуры

1.2.10. Последовательный канал

В SDK-1.1 последовательный канал гальванически развязан (рис. 20). Гальваническая изоляция или гальваническая развязка – разделение электрических цепей посредством не проводящего ток материала. Гальваническая изоляция позволяет защитить SDK-1.1 от высоких напряжений, различных наводок и подключать его к ПК во время работы.

Реализована гальваническая изоляция на базе двух оптронов U8 и U9 (TLP 181). Оптрон TLP181 состоит из светодиода (выводы 1,3) и фототранзистора (выводы 6,4). Если через светодиод пустить ток, то он начинает излучать свет. Свет падает на PN переход фототранзистора и открывает его. Когда свет гаснет, фототранзистор закрывается. Гальваническая изоляция достигается как раз за счет того, что между двумя элементами оптрона нет никакой связи кроме оптической.

Рис 20. Гальванически изолированный последовательный интерфейс SDK-1.1

Выход передатчика последовательного канала TxD попадает на катод оптрона U8. Далее сигнал попадает на двухтактный эмиттерный повторитель сделанный на транзисторах Q1 и Q2. Сигнал TD снимается с эмиттеров транзисторов и далее попадает на ПК. Эмиттерный повторитель питается от двух сигналов RS232поступающих от ПК: +Un получается от CTS, -Un получается от сигнала DSR. Для того чтобы схема заработала, необходимо подать -12 В на выход DTR ПК и +12 В на выход RTS ПК.

Рис. 21. Подключение сигналов последовательного порта

Схема работает так: когда на базы транзисторов попадает положительный сигнал с оптрона открывается транзистор Q1 и на его эмиттере появляется положительный сигнал. Когда на выходе оптрона отрицательный сигнал (оптрон закрыт), то открывается транзистор Q2. Т.к. выход TxD подключен к катоду оптрона, сигнал в оптроне инвертируется, преобразуя TTL сигнал в сигнал RS232. Входной сигнал RD попадает через защитный диод D2 прямо на оптрон. В оптроне сигнал инвертируется и подается на TTL вход приемника RxD.

При программировании последовательного канала под Windows, нужного состояния сигналов RTS и DTR можно добиться с помощью двух строк кода на языке С:

EscapeCommFunction( Port, SETRTS);

EscapeCommFunction( Port, CLRDTR).