Реферат: Разработка адаптера для оцифровки аналогового сигнала для микропроцессорной секции
Диапазон входного однополярного напряжения микросхемы АЦП 0,5...+10,5 В, а максимальная амплитуда входного сигнала (по заданию) 3 В, поэтому требуется коэффициент усиления по напряжению Кu=3, при этом опорное напряжение для микросхемы АЦП требуется 9 В.
По формуле (1) находим значения R3, R4:
R4/R3 = Кu-1
R4/R3=2, поэтому выбираем R3= 1 КОм, R4= 2 Ком
R3 - тип С2-23, R4 – тип С1-4.
Для нахожденияС1, С2:
ώ0=Fc*2π=200*6.28=1256
выбираем R1=R2= 1 КОм, тогда по формулам (2), (3):
С1=(2000)/(1,41*1000000*1256)=1,129 мкФ
С2=1,41/(2000*1256)=0,561 мкФ
Выбираем: С1 - тип К10-17Б H90 ( 1 мкФ), С2 - тип К10-17А H90 ( 0,47 мкФ)
В качестве операционного усилителя будем использовать К553УД2.
Принципиальная схема активного ФНЧ представлена на рисунке 4. резистор R5 служит для установки 0.
Рис. 4. Принципиальная схема активного ФНЧ.
3. Разработка блока АЦП в составе микропроцессорной системы
Микросхема представляет собой функционально законченный 10-разрядный АЦП [2], сопрягаемый с микропроцессором. Обеспечивает преобразование как однополярного напряжения (вывод 15 соединяется с выводом 16) в диапазоне 0...9,95 В, так и биполярного напряжения в диапазоне -4,975...+4,975 В в параллельный двоичный код. В состав ИС входят ЦАП, компаратор напряжения регистр последовательного приближения (РПП), источник опорного напряжения (ИОН), генератор тактовых импульсов (ГТИ), выходной буферный регистр с тремя состояниями, схемы управления. Выходные каскады с тремя состояниями позволяют считывать результат преобразования непосредственно на шину данных микропроцессора. По уровням входных и выходных логических сигналов сопрягаются с ТТЛ-схемами. В ИС выходной ток ЦАП сравнивается с током входного резистора от источника сигнала и формируется логический сигнал РПП. Стабилизация разрядных токов ЦАП осуществляется встроенным ИОН. Тактирование РПП обеспечивается импульсами встроенного ГТИ с частотой следования 300...400 кГц. Установка РПП в исходное состояние и запуск его в режим преобразования производится по внешнему сигналу "гашение и преобразование". По окончанию преобразования АЦП вырабатывает сигнал "готовность данных" и информация из РПП поступает на цифровые входы через каскады с тремя состояниями.
Рис. 5. Обозначение микросхемы и назначение выводов
Табл. 1. Характеристики микросхемы.
Для работы АЦП в составе микропроцессорной системы необходимо сформировать адреса портов. Начальный адрес (задан) А4. Поэтому присвоим адреса следующим портам:
| Порт | Адрес |
| Младшие значащие разряды | А4 |
| Старшие значащие разряды | А5 |
| Управления | А6 |
Т.к. задан изолированный ввод/вывод, порт представляет собой дешифратор адреса, подключенный к шине адреса, и регистр, подключенный к шине данных. В качестве регистра будем использовать микросхему КР555ИР22.
Схема подключения блока АЦП к МПС представлена на рис. 7. Микросхемы DD2 и DD3 регистры для старших разрядов данных и младших соответственно. Их входы соединены непосредственно с выходами микросхемы АЦП, а выходы идут на шину данных. Запись происходит при готовности АЦП- сигналом Rdy и сигналом от дешифратора на вход С регистров.
Рис. 6. Микросхема КР555ИР22.
Данные поступают на шину данных. DD4- регистр для хранения управляющего сигнала для АЦП, поступающего с шины данных, записываемого при поступлении сигнала от дешифратора и сигнала разрешения прерывания INTA на вход С микросхемы. При разрешении программой работы, на адрес А4 записывается бит разрешения работы АЦП. Этот бит передается в микросхему АЦП на вход разрешения работы Start. После преобразования на АЦП появляется сигнал готовности Rdy, который вызывает прерывание и разрешает запись в регистры DD3, DD2. DD5 формирует прерывание RST3. При поступлении INTA на вход Z, на шине данных формируется сигнал RST3.
Рис. 7. Принципиальная схема блока АЦП.