Микропроцессоры и микроконтроллеры

 
 
 
Измерять продуктивность программирования подсчетом строк кода — это так же, как оценивать постройку самолета по его весу.
Bill Gates
Русский | Українська



На правах рекламы:



Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru
Микропроцессоры и микроконтроллеры :: Каналы ввода-вывода на основе МК51 :: Аппаратная реализация ввода аналоговых сигналов на основе ШИМ

Аппаратная реализация ввода аналоговых сигналов на основе ШИМ

Существуют несколько способов ввода аналоговых сигналов в цифровую систему, альтернативных аналого-цифровому преобразованию. Одним из них является формирование широтно-модулированных импульсов по аналоговому сигналу и измерение их длительности микропроцессорным устройством. Несомненными достоинствами такого подхода являются:

·        простота и дешевизна схемотехнической реализации, особенно в случае, когда используется микроконтроллер без встроенного АЦП;

·        возможность передачи ШИМ-сигнала на значительное расстояние без существенных искажений (т.е. частота низкая, а крутизну фронтов легко обеспечить триггером Шмитта); это удобно в случае, если микропроцессорный регулятор невозможно разместить близко от датчика аналогового сигнала;

·        наличие в составе практически любых микроконтроллеров (МК) средств измерения интервалов времени – таймеров.

Принцип преобразования аналогового сигнала в последовательность ШИМ-импульсов показан на рис.22.1.

Принципы формирования входных ШИМ-импульсов для МК

Рис. 22.1. Принципы формирования входных ШИМ-импульсов для МК

Обозначение Gp соответствует генератору пилообразных (треугольных) импульсов, которые задают период ШИМ-сигналов, подаваемых на МК.

Если длительность активной (“1”) фазы ШИМ-импульса в каждом периоде TШИМобозначить как , то можно представить следующие зависимости:

– связь длительности импульса и уровня сигнала с датчика;

– определение коэффициента широтно-импульсной модуляции;

Простейшая схема формирователя ШИМ-импульсов на операционных усилителях (ОУ) представлена на рис. 22.2. В его состав дополнительно по сравнению с рис. 22.1 введено согласующее устройство для приведения диапазона сигнала Ud(t) к диапазону напряжения генератора пилообразного напряжения Ug(t), т.е. Ug max .

Формирователь ШИМ-импульсов по входному аналоговому сигналу

Рис. 22.2. Формирователь ШИМ-импульсов по входному аналоговому сигналу

В данной схеме формируются импульсы без вертикального спада, однако это не изменяет принципов формирования ШИМ, изложенных ранее.

Период формируемых импульсов определяется соотношением:

, а частота ШИМ – .

Желательно подбирать соотношение Us к Ugmax таким образом, чтобы обеспечить Us max < Ug max. При этом будет обеспечиваться наличие интервала времени Dt:

Этот интервал Dt необходим для гарантированного выполнения процедуры обработки прерывания от таймера МК, на котором выполняется измерение длительности входных ШИМ-импульсов.













При использовании любых материалов с сайта обратная ссылка на сайт Микропроцессоры и микроконтроллеры обязательна.