6.6 Подсистема аналогового ввода
Функциональная схема подсистемы аналогового ввода показана на рисунке.6.5.
Рисунок 6.5 - Подсистема аналогового ввода на основе АЦП К1113ПВ1
Схема структурно состоит из трех частей:
- входного буферного каскада на усилителе Y2.1, преобразующего диапазон входного аналогового сигнала Uain (± 10,24 в) в диапазон изменения сигнала (± 5,12 В) на входе AI интегрального АЦП К1113ПВ1 (второй элемент);
- шинного формирователя К580ВА86, который транслирует цифровой код на шину данных МК-51;
-10-разрядный интегральный АЦП К1113ПВ1 относится к типу функционально законченного АЦП, содержащего в себе все узлы, необходимые для реализации АЦ - преобразования методом последовательных приближений. Для лучшего понимания термина "функционально законченного" обратимся снова к подсистеме аналогового вывода. В ней для реализации ЦА -преобразования понадобилось использование, помимо ЦАП К572ПА1 с токовым выходом, двух операционных усилителей и источника опорного напряжения ИОН, в то время как интегральный АЦП К1113ПВ1 включает в себя биполярный ЦАП как одну из составных частей.
Переключение режима работы АЦП производится по входу V: если V=0, то преобразователь работает в униполярном режиме с входным сигналом 0 -10,24 В, а при "открытом" входе V (рисунок 6.5) АЦП работает в биполярном режиме (Uвх = -5,12.+5,12B). В биполярном режиме преобразователя выходным кодом также является дополнительный смещенный код, как и в аналоговой подсистеме вывода.
В представленной на рисунке 6.5 схеме включения АЦП отсутствует только устройство регулировки нулевого уровня, формирующее сигнал на входе GA (земля аналоговая), что вызвано низкой разрешающей способностью АЦ-преобразования, оперирующего 8-разрядным кодом результата (два младших цифровых выхода не используются).
Технические характеристики аналоговой подсистемы ввода полностью определяются параметрами преобразователя К1113ПВ1, кроме шага квантования
Другие параметры:
Нелинейность dl, % ±0,1...0,2;
Дифференциальная нелинейность d ld, % ± 0,1...0,2;
Напряжение смещения нуля на входе, mB ± 30;
Время преобразования, tc , мкс 30
Регулировка коэффициента преобразования (крутизна характеристики преобразования) осуществляется резистором R13 на входе буферного усилителя.
Процесс преобразования аналогового сигнала в код представлен на временной диаграмме (рисунка 6.5) и начинается по срезу сигнала на входе ВIС, (гашение - преобразование). По окончанию преобразования на выходе RDY (готовность) появляется нулевой сигнал, одновременно с которым на цифровых выходах преобразователя устанавливается информация (результат преобразования), которая подается на входы шинного формирователя К580ВА86. В этот интервал времени процессор МК-51 должен осуществить считывание информации с АЦП на шину данных путем перевода выходов буфера К580ВА86 в активное состояние формированием сигнала OE=0 . Приняв данные с буфера, микропроцессор должен установить на входе В/С уровень логической "1", который "гасит" информацию в регистре последовательных приближений и переводит цифровые выходы АЦП снова в состояние Z. Спустя задержку в 2 мкс, можно начать новый цикл преобразования.
Формирование управляющих сигналов временной диаграммы работы АЦП осуществляется командами передачи типа MOVX @DPTR, А по адресам внешней памяти данных, указанных на схеме рисунке 6.5. Значения битов аккумулятора также очевидны из работы АЦП и приведены в таблице 6.1.
Таблица 6.1
|
Действия процессора МК-5 1 |
Содержание командного байта в Асc |
Адрес |
|
Пуск преобразователя |
Acc.0 (D0)=l |
8300Н |
|
Опрос готовности АЦП |
Acc.l (Dl)=0 |
8200Н |
|
Считывание данных с АЦП на шину данных |
- |
8000Н |
|
Гашение АЦП |
Acc.0 (D0)=0 |
8300Н |