1.3.2.6 Цифро-аналоговый преобразователь
Цифро-аналоговый преобразователь (digital-analog converter, DAC) предназначен для преобразования числа, представленного, как правило, в виде двоичного кода, в напряжение или ток, пропорциональные этому числу. Схемотехника цифро-аналоговых преобразователей весьма разнообразна. На рисунке ниже представлена общая классификация ЦАП по способам преобразования входного кода и схемам формирования выходного сигнала [28,
32, 77, 91, 100].
Дальнейшую классификацию цифро-аналоговых преобразователей можно провести по ряду специфических признаков, например:
1. По роду выходного сигнала: преобразователи с токовым выходом или с выходом по напряжению.
2. По типу цифрового интерфейса: с последовательным вводом или параллельным вводом.
3. По числу ЦАП на кристалле: одноканальные и многоканальные.
4. По быстродействию: низкого, среднего и высокого быстродействия.
5. По разрядности.
47
Рис. 17. Обобщенная классификация ЦАП
Матрица R-2R – самый распространенный метод цифро-аналогового преобразования. Матрица работает по принципу деления входного напряжения на входах. Матрица имеет число входов по числу разрядов регистра данных. На каждый вход через ключ может быть подано опорное напряжение Vref или 0В. Ключи управляются разрядами регистра данных: «1» – на матрицу подается Vref, «0» – подается 0В.
Коммутатор опорного напряжения Vref позволяет выбрать внешний или встроенный источник опорного напряжения.
В регистр данных записывается цифровой код. Регистр данных определяет разрядность ЦАП.
Vref
Выбор Vref
Vref_ext
Ком мута тор
Vref 2R
AOUT
Регистр D7 R
Данных 2R
(8разр)
D6 R
2R
D1
R
2R
D0 2R
Рис. 18. Модуль ЦАП с типом преобразования «Матрица R-2R»
48
На практике ЦАП применяется для управления различными исполнительными устройствами (приводами) и системами: электродвигателями постоянного тока с переменной скоростью вращения, источниками питания с управляемым напряжением, различными индикаторами и т.п. С помощью ЦАП можно синтезировать аналоговые сигналы различной формы, например, синусоидальной.
25. Организация памяти, регистры общего и специального назначения микроконтроллера с архитектурой MCS51.
26. Устройство программируемого таймера в микроконтроллерах и его применение.
27. Инструментальная цепочка программирования учебно-лабораторного стенда SDK-1.1.
28. Дискретный ввод-вывод. Устройства гальванической изоляции в аппаратных интерфейсах.
А.3.5.5 Дискретные входы-выходы
Дискретные входы-выходы предназначены для ввода и вывода информации, представленной в двоичном виде. Сигнал на входе или выходе дискретного порта может принимать значение логического нуля или единицы. В SDK-1.1 дискретные порты выведены на разъем J3. Эти порты можно использовать для подключения модулей ввода-вывода SDX-0.9 или каких-либо других внешних устройств. Кроме этого, к дискретным входам-выходам подключены DIP-переключатели (SW3), позволяющие задавать фиксированные значения сигналов на входах. По умолчанию все входы притянуты к логической единице (через резисторы на +5В). При замыкании переключателя SW3 на выбранном входе появляется логический ноль.
Дискретные входы-выходы не имеют гальванической изоляции. Логическому нулю соответствует 0В, а логической единице +5В (уровни TTL). Нагрузочная способность дискретных портов ввода-вывода, подключенных к разъему J3, невелика, так как на разъем выведены порты ADuC812 без каких- либо дополнительных усилителей.