PIC-микроконтроллеры. Все, что вам необходимо знать

Микросхема МАХ505 представляет собой 24-выводную модификацию предыдущей микросхемы, которая позволяет использовать с каждым из четырех ЦАП отдельный источник опорного напряжения. Кроме того, в этой микросхеме защелки ЦАП отделены от резистивной цепи преобразования дополнительным уровнем защелок, управляемых одним и тем же сигналом . Такая двойная буферизация позволяет программисту обновлять выходное значение всех четырех ЦАП одновременно после загрузки регистров каждого канала.

Для примера предположим, что выводы адреса МАХ506 подключены к выводам RA[1:0] микроконтроллера, а вывод RA2 микроконтроллера управляет входом  для защелкивания адресованного байта данных, формируемого на выводах порта В. Тогда для формирования на выходе DACD пилообразного сигнала, показанного на Рис. 14.17, можно написать следующую процедуру:

     movlw b’0111’; DACD — 3-й канал (b’11’), WR = 1

     movwf PORTA; Выдаем на выводы WR и A1:0 МАХ506

LOOP movwf PORTB; Данные передаем на выводы D7:0 МАХ506

     bcf PORTA,2;WR = 0; Защелкиваем данные,

     bsf PORTA, 2;WR = 1; формируя импульс на входе WR

     addlw 1; Инкрементируем счетчик

        goto LOOP; и так без конца

Предполагается, что все линии порта В и линии RA[2:0] порта А уже сконфигурированы как выходы.

Пилообразный выходной сигнал ЦАП, изображенный на Рис. 14.17, формируется при использовании микроконтроллера с 12-МГц резонатором. При длительности каждой итерации цикла, равной шести машинным циклам, период пилообразного сигнала получится равным (256 х 6)/3 ~= 0.5 мс.

Рис. 14.17.Формирование пилообразного сигнала с использованием ЦАП МАХ506

Примеры

Пример 14.1

Диапазон входного напряжения аналоговых каналов в большинстве модулей АЦП[185] ограничен положительным диапазоном 0…V_ref+, где в качестве V_ref+ может выступать либо напряжение питания V_DD, либо внешнее напряжение, подаваемое на вход RA3 и лежащее в диапазоне 3 B…V_DD. Однако во многих случаях возникает необходимость оцифровки биполярных аналоговых сигналов. Сконструируйте простую резистивную цепочку для сдвига биполярного напряжения из диапазона ±10 В в однополярный диапазон 0…5 В, полагая, что V_ref+ равно +5 В. Доработайте конструкцию, добавив фильтр, устраняющий эффект наложения спектров, и полагая, что выборка осуществляется с частотой 5000 отсчетов/с.

Решение

Один из возможных вариантов решения этой задачи представлен на Рис. 14.18. Сопротивления трех резисторов должны быть такими, чтобы при входном напряжении О В на входе AN формировалось бы напряжение, равное половине шкалы (V_ref+/2 = 2.5 В). Кроме того, входное напряжение должно быть ослаблено в четыре раза. В общем виде это соотношение можно выразить следующим образом: V_in = ±G x V_ref+.

Рис. 14.18.Резистивная цепочка для сдвига уровня напряжения

Сопротивления резисторов определяются из следующих соображений:

1. Когда V_in = 0, напряжение на суммирующем узле равно половине диапазона, что соответствует выходному значению Ь’10000000’. Для этого сопротивление параллельно соединенных резисторов R₁ и R₂ должно быть равно сопротивлению R₃, т. е.

R₃ = R₁||R₂.

2. Ослабление сигнала осуществляется делителем напряжения, составленным из резисторов R₁ и R₂||R₃. Соответственно значение G определяется из выражения

2G = (R₁ + (R₂||R₃)/(R₂||R₃);

в нашем случае G = 2.

После ряда преобразований получим

R₁ = (G — 1) x R₂

R₂ = G x R₃

Понятно, что у нас имеется три неизвестных и всего два уравнения, поэтому для начала мы должны выбрать значение для одного из параметров. Задав сопротивление R₃ равным 5 кОм, получим R₂ = 2 х 5 = 10 кОм и R₁ = 10 кОм.

Со стороны входа микроконтроллера все три резистора оказываются соединенными параллельно, поэтому выходное сопротивление нашей схемы равно 2.4 кОм. Это значение удовлетворяет требованию, предъявляемому модулем АЦП, по сохранению ошибки, вызванной токами утечки, в пределах младшего значащего бита для 10-битного преобразования. При 8-битном преобразовании значения резисторов следует увеличить в 4 раза.