Устройство сбора информации (стр. 7 из 13)

Программирование ППИ КР580ВВ55А в системе команд МП 1810

MOV DX,PPIRCW ; Формирование адреса РУС ППИ

MOV AL,ICW ; Формирование управляющего слова

OUT DX,AL ; Вывод на ППИ

1.5.4 АЦП К1113ПВ1

Известно большое число методов аналого-цифрового преобразования, существенно отличающихся друг от друга потенциальной точностью, скоростью преобразования и сложностью аппаратной реализации. По методам преобразования АЦП подразделяются на последовательные, параллельные и последовательно–параллельные. Недостатком последовательных АЦП является низкая помехоустойчивость результатов преобразования.

БИС АЦП К1113ПВ1 выполнена по nМОП-технологии, питается от источников питания +5В и -15В и потребляет токи 10 и 18 мА соответственно. Микросхема, выбранная для проектируемого устройства, представляет собой функционально законченный 10-разрядный АЦП последовательного приближения с временем преобразования 30 мкс.

Назначение выводов БИС показано на рисунке 1.20.

Рисунок 1.20 Назначение выводов К1113ПВ1

АЦП 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 или микроконтроллера. 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. Корпус К1113ПВ1(A-B) типа 2104.18-1, масса не более 2,5 г, 1113ПВ1(A-B) типа 238.18-1, масса не более 2,5 г.

На рисунке 1.21 приведена функциональная схема АЦП.

Рисунок 1.21 Функциональная схема АЦП

В таблице 1.4 приведены электрические параметры устройства.

Таблица 1.4

1	Номинальное напряжение питания Uп1 Uп2	5 В 5 % -15 В 5 %
2	Выходное напряжение низкого уровня	не более 0,4 В
3	Выходное напряжение высокого уровня	не менее 2,4 В
4	Напряжение смещения нуля в однополярном и биполярном режимах от полной шкалы	0,3%
5	Ток потребления от источника питания Uп1 от источника питания Uп2	не более 10 мА не более 18 мА
6	Входной ток высокого (низкого) уровня	40 мкА
7	Ток утечки на выходе	40 мкА
8	Время преобразования	не более 30 мкс
9	Нелинейность от полной шкалы 1113ПВ1А 1113ПВ1Б 1113ПВ1В К1113ПВ1А К1113ПВ1Б К1113ПВ1В	0,075% 0,2% 0,075% 0,1% 0,2% 0,4%
10	Абсолютная погрешность преобразования в конечной точке шкалы от полной шкалы	0,4%

Зарубежными аналогами данной микросхемы AD571S, AD571Kно эти микросхемы ни чем не превосходят отечественные преобразователи.

1.6 Принцип работы аппаратно-программных средств проектируемой системы

Цикл АЦП выполняется при нулевом значении сигнала на входе

. По истечении 30 мкс на выводе формируется сигнал готовности низкого уровня, а на выводы D10...D1 выставляется цифровой код, эквивалентный значению входного сигнала. В остальное время выходы находятся в третьем состоянии. Цикл преобразования заканчивается при , а последующий цикл можно начать не ранее, чем через 2 мкс. По этому принципу построен алгоритм управляющей программы.

Структура аналогово-цифрового интерфейса на БИС АЦП К1113ПВ1 и ППИ КР580ВВ55А представлена на Рисунок 1.14, а временные диаграммы его работы – на рисунке 1.22

.

Рисунок 1.23 Временные диаграммы работы АЦП интерфейса на БИС К1113ПВ1

АЦП может работать в диапазонах входного сигнала 0…10, 24В или -5…+5В. Переключатель П предназначен для выбора диапазона преобразования. Резистором R1 можно регулировать шкалу преобразования. Если диапазон входного аналогового сигнала составляет

, то сопротивление R1 выбирается в пределах 5…50 Ом, если диапазон входного сигнала 0…10В, то сопротивление R1 от 100 до 200 Ом.

2 Аппаратно-программные средства контроля и диагностики устройства

2.1 Аппаратные средства контроля микросистем

Назначение: При помощи данных измерительных приборов возможна полная наладка и подготовка устройства к работе, а также профилактика в дальнейшем

2.1.1 Логический пробник (одноконтактный)

Однокристальный логический пробник – прибор для индикации двоичного состояния элементов дискретных схем (см. рисунок 2.1).

Задача логического пробника – упростить проверку логических схем, давая пользователю возможность наблюдать логические уровни без настройки и калибровки, которые необходимы при измерениях с помощью осциллографов.

Очень важным достоинством логических пробников является возможность работы с различными ИС, например, ЭСЛ, ТТЛ и др. Это очень удобно при эксплуатации вычислительных систем, где, как правило, используются различные комплексы ИС.

Важное качество пробника – это четкость и однозначность показаний.

Основные преимущества логических пробников – компактность, возможность работы в труднодоступных местах, питание от источника проверяемого логического устройства, удобство работы.

Рисунок 2.1 Логический пробник (режим запоминания одиночных импульсов)

2.1.2 Осциллограф (С1-65А)

Осциллограф – это контрольно-измерительный прибор для измерения параметров сигналов.

Осциллографы компонуют с другими измерительными приборами для повышения их эффективности при эксплуатации, например с мультиметром, приставкой для подсчета логических переключений, цифровым индикатором для отсчета значений напряжений и временных параметров.

1. Основные сведения:

1.1 Осциллограф универсальный С1 - 65А предназначен для исследования формы электрических сигналов путем визуального исследования и измерения их амплитуды и временных параметров.

1.2 Осциллограф может эксплуатироваться в следующих условиях:

а) температура окружающего воздуха от 243 К ( - 30 С) до 323 К (+50 С);

б) относительная влажность окружающего воздуха до 98% при температуре до 308 К ( +35 С);

в) атмосферное давление 100

4 кПа.

1.3 Осциллограф удовлетворяет требования ГОСТа 22261 – 76 и 22737 – 77.

По точности воспроизведения формы сигнала, точности измерения временных интервалов и амплитуд осциллограф С1 – 65А относится ко II классу ГОСТа 22737 – 77.

2. Техническиеданные:

2.1 Рабочая часть экрана осциллографа:

по горизонтали – 80 мм ( 10 делений)

по вертикали – 64 мм (8 делений)

2.2 Минимальная частота следования развертки, при которой обеспечивается наблюдение исследуемого сигнала на наиболее быстрой развертки , не более 50 Гц.

2.3 Нормальный диапазон амплитудно-частотной характеристики тракта вертикального отклонения находиться в пределах от 0 до 10 МГц. При коэффициенте отклонения 0,005 В/дел. – от 0 до 7 МГц.

2.4 Время нарастания переходной характеристики тракта вертикального отклонения в положениях 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2; 5; 10; переключателя V/дел. не превышает 8 нс; в положении 0,005 переключателя V/дел. не превышает 10 нс; в положениях 0,01; 0,02; 0,05; не превышает 7 нс.

2.5 Неравномерность переходной характеристики (отражения, синхронные наводки) после времени установления 3

, от считываемого от точки на фронте ПХ, расположенной на уровне 0,1, не должна превышать 1,5%.