Микропроцессоры и микроконтроллеры

 
 
 
«Отладка кода вдвое сложнее, чем его написание. Так что если вы пишете код настолько умно, насколько можете, то вы по определению недостаточно сообразительны, чтобы его отлаживать.»
Brian W. Kernighan.
Русский | Українська


Микропроцессоры и микроконтроллеры :: Микроконтроллерные вычислители :: 11.1 Вывод аналоговых сигналов из МК

11.1 Вывод аналоговых сигналов из МК

Вывод аналоговых сигналов из МК
на основе широтно-импульсной модуляции

 

3.1. Принципы аппаратной реализации выходных ШМ-сигналов

Для управления исполнительными устройствами, особенно двигателями постоянного тока, широко используются ШМ-сигналы. Формировать такие сигналы можно аппаратными средствами:

·  построением внешних схем ШМ-генераторов на основе двоичного кода;

·  использованием аппаратных ШМ-генераторов в составе МК; например,
в МК AVR для этого используются таймеры и цифровые компараторы.

Подавляющее большинство микроконтроллеров семейства MCS-51 не имеют встроенных ШИМ. Поэтому приходится строить внешние схемы и подключать их к портам МК (это может потребоваться и для МК AVR, если таймеры заняты для других задач).

Функциональная схема одного из возможных вариантов выходного ШИМ представлена на рис. 3.1. Генератор G формирует непрерывную последовательность импульсов с частотой FG. Эти импульсы подсчитываются счетчиком Ст разрядностью NC. Состояние счетчика (код СС) дискретно линейно изменяется от 0 до . В качестве формирователя ШМ-импульсов применен цифровой многоразрядный компаратор. Группа входов А принимает двоичный код от МК – СМК, соответствующий величине управляющего воздействия, а группа В – двоичный код от счетчика СС. Разрядность компаратора также равна NC.

Рисунок 3.1 – Структура внешнего ШМ-генератора

Если СМК > СС , то выход компаратора Out = 1,

если СМК < СС , то выход компаратора Out = 0.

Разрядность счетчика NC и выходного кода от МК NМК должны совпадать.

Частота формируемого ШМ-сигнала , а период

Точность формирования управления составляет .

Принцип работы выходного ШИМ показан на рис. 3.2

Программная поддержка работы аппаратного ШИМ состоит в выдаче управляющего кода СМК в порт или порты, подключенные к внешнему ШМ-генератору.

В качестве источника импульсов для счетчика Ст можно использовать даже выходные импульсы ALE, формируемые микроконтроллером. Их частота составит
FG = FALE= FQ/6, где  FQ – частота кварцевого резонатора, подключенного к МК.

Рисунок 3.2 – Пояснение принципа работы выходного ШИМ

Попробуйте самостоятельно определить значения параметров  и для разрядности выходного кода микроконтроллера NC =10, NC =12 и NC =16.