• Главная
• Юридпсихология
• Этика эстетика
• Электротехника
• Эктеория
• Физика
• Управление персоналом
• Уголовный процесс
• Уголовное право
• Схемотехника
• Стратегический менеджмент
• САПР
• Ресторанно-гостиничный бизнес бытовое обслуживан
• Реклама и PR
• Режущий инструмент
• Неопределено
• Метрология
• Матметоды в эк-ке
• Исторические личности
• Искусство и культура
• Информатика
• Иностранные языки
• Гражданское процессуальное право
• Гражданское право
• Государственное регулирование и налогообложение
• Сонник
• Карта сайта

Цифровой осциллограф
На вывод VREF выводится напряжение ИОН. Вход VREFA подключим к выходу VREF для того чтобы использовать внутренний ИОН для работы АЦП. Таким образом, встроенный в МК АЦП будет измерять постоянное напряжение. Для измерения постоянного напряжения с канала 1 будем использовать вход AIN0.1, а для измерения постоянного напряжения с канала два - вход AIN0.2. На рисунке 3.6 представлена схема цифрового блока. Рисунок 3.5 – Схема включения АЦП Рисунок 3.6 – Схема включения МК К порту P6 подключаются 8 кнопок, с помощью которых задаётся количество вольт на деление. К порту P7 подключены такие же кнопки, но с помощью них задаётся количество секунд на деление. После нажатия кнопка остаётся нажатой. Повторное нажатие переводит кнопку в исходное состояние. Схема иерархического блока кнопок приведена на рисунке 3.7. Рисунок 3.7 - Схема иерархического блока кнопок. Ко входу P2 подключены цифровые входы ключей. Подключение произведено через дешифраторы, чтобы уменьшить длину управляющего кода. Для отображения осциллограммы воспользуемся ЖКД производства компании «Hantronix»  HDM3224-1 c разрешением 320x240 пикселов и встроенным контроллером SED1335 фирмы «Epson». Описание контактов SED1335 [6]: Выходы: VA0 - VA15 - 16 разрядный адрес памяти дисплея. Выходы подключены к адресным входам микросхем памяти. VD0 – VD7 - 8 разрядная шина данных дисплея. Шина соединена с шинами данных микросхем памяти. VRD - активный по низкому уровню выход управления чтением памяти дисплея.         VCE  - активный по низкому уровню сигнал управления режимом ожидания статической памяти.    VWR - активный по низкому уровню выход управления записью памяти дисплея. XD0 - XD3  - 4 разрядные выходы данных Х-драйвера (управление столбцами). Выходы соединены со входами данных D3 – D0 дисплея. XSCL – выход, вырабатывающий сигнал тактирования для сдвигового регистра (соединён со входом CP дисплея). Задний фронт XSCL защёлкивает данные XD0…XD3 на входе регистра сдвига. LP – защёлка импульса. Защёлкивает сигнал на сдвиговых регистрах Х-драйвера в защёлках выходных данных. LP - сигнал, отпирающий по заднему фронту, и приходящий один раз в каждой строке дисплея.         YD – пусковой импульс развёртки. Он действует во время последней строки каждого кадра и сдвигает Y-драйверы один за другим (по YSCL), для проверки общих соединений дисплея. Входы: XG и XD – входы, к которым подключается внешний тактовый генератор VDD  - напряжение питания от 2.7 В до 5.5 В. VSS – общий вывод. D0 - D7 – шина данных. Контакты входа/выхода на три состояния. Подключаются к микропроцессорной шине данных. SEL1 и SEL2 – контакты выбора интерфейса микропроцессора (таблица 3.2). Таблица 3.2 – Виды интерфейсов, поддерживаемые контроллером SED1335 SEL1 SEL2 Интерфейс A0 RD WR CS 0 0 Семейство 8080 A0 RD WR CS 1 0 Семейство 6800          A0 E R/W CS A0 – выбор типа данных. А0, в конъюнкции с сигналами RD и WR или R/W и Е, контролирует тип доступа к SED1335F, как показано ниже в таблице 3.3.    Таблица 3.3 – Функции, поддерживаемые контроллером SED1335, настроенного на интерфейс семейства 8080
А0	RD	WR	Функция
0	0	1	Чтение флага статуса
1	0	1	Чтение данных дисплея и адрес курсора
0	1	0	Запись данных дисплея и параметров
1	1	0	Запись команды

RD или E – сигнал чтения или разрешения. Когда выбран интерфейс семейства 8080, этот сигнал действует как активный низко уровневый строб-импульс чтения.     

WR или R/W – сигнал записи. Когда выбран интерфейс семейства 8080, этот сигнал действует как активный низко уровневый строб-импульс чтения. Шина данных защёлкивается по переднему фронту этого сигнала.

CS - выбор чипа. Этот активный по низкому уровню вход разрешает SED1335F.

RES – сброс. Этот активный по низкому уровню вход осуществляет аппаратный сброс SED1335F.

Схема представлена на рисунке 3.8.

Рисунок 3.8 – Схема подключения ЖКД

  4. Описание работы устройства

Аналоговый сигнал подаётся на вход Ain1 или Ain2. Сигнал ослабляется или усиливается по амплитуде в зависимости от заданного количества вольт на деление. После этого он преобразуется в дифференциальную форму трансформатором. И затем попадает на аналоговый вход АЦП. АЦП оцифровывает сигнал и каждые 25 нс на цифровых выходах АЦП появляется цифровой код соответствующий определённому уровню напряжения. Этот цифровой код считывается МК и записывается в память XRAM через промежуток времени, зависящий от количества секунд на деление. То есть происходит прореживание цифрового кода.

После записи в память, МК не реагирует ни на какие прерывания, а выводит информацию о сигнале в виде осциллограммы на ЖКД. После вывода одного кадра происходит считывание следующего кадра с выходов АЦП.

5 Описание программы для микроконтроллера

Разработка программы для МК C8051F120 фирмы Silicon Laboratories с системой команд совместимой с MCS – 51 проводилось с помощью программного продукта Keil mVision2 версии 2.40a, симулирующего работу МК.

Программа состоит из блока настройки портов ввода – вывода, генератора, периферийных устройств, прерываний, ЖКД и подпрограммы для ввода данных с АЦП - InputADC. На рисунке 5.1 показана блок – схема алгоритма программы для МК.

Используемые в программе переменные:

–       kfn – коэффициент частоты дискретизации (n=1 или 2 – номер канала);

–       CoefAmplif – содержит число выводимое в порт P6 для задания коэффициента усиления;

–       i – переменна – счётчик;

–       Num – переменная, используема для записи в XRAM последовательности чисел;   

–       Switch – порт, управляющий аналоговыми коммутаторами;

–       Button_kf – порт, к которому подключены кнопки задающие kf

–       Button_CefAmplif - порт, к которому подключены кнопки задающие CefAmplif

–       Padc1 – АЦП канал 1;

–       Padc2 – АЦП канал 2;

Сначала программа подключает файл с определением регистров специального назначения, которые имеются в данном микроконтроллере. Регистрам общего назначения присваиваются имена переменных приведённых выше. Порты P4 и P5 подключены к цифровым выходам АЦП и настроены как цифровые входы с открытым стоком. С помощью приоритетного декодера матрицы на разряд P0.0 выводится сигнал тактирования АЦП с частотой SYSCLK/4 (SYSCLK=100 МГц).  

В переменную kf производится запись в младшие четыре разряда – коэффициента kf1 для задания частоты дискретизации сигнала с канала 1 и в старшие четыре разряда -  коэффициента kf2 для задания частоты дискретизации сигнала с канала 2. Связь значения коэффициента и частоты дискретизации приведена в таблице 3.1 (n=1 или 2).

Таблица 5.1 – Связь коэффициента частоты и периода дискретизации

Частота дискретизации соответствующая количеству секунд на деление определяется по формуле:

   ,                         (3.3)

где  n – количество байт содержащих информацию об уровне сигнала;  

       TimeOnDiv – количество секунд на деления;

       tmax и tmin – границы временного интервала.

            Скорость работы МК позволяет сохранять информацию  о сигнале за 90 нс. Поэтому максимальная частота дискретизации сигнала

                                             (5.1) .

Необходимая частота дискретизации сигнала задаётся с помощью задания задержки между считываниями данных с АЦП. Для создания задержки используется таймер TMR3. Таймер тактируется системным тактовым сигналом, и изменение значения таймера на 1 происходит каждые 10 нс. Для создания необходимой задержки в таймер записывается число, с  которого он начинает счёт. Флаг переполнения таймера проверяется до тех пор, пока таймер не переполнится. Таким образом, создаётся задержка с точностью до 10 нс.

В переменную CoefAmplif загружается байт данных, содержащий информацию о коэффициенте усиления и о виде измеряемого напряжения (переменного или постоянного). Биты 7 и 6 управляют ключами S2A и S2C соответственно, которые подключают или отключают конденсатор. Биты 5, 4, 3 и 2, 1, 0 задают коэффициент усиления или ослабления Ku для канала 1 и канала 2 соответственно.

Связь Ku и вида измеряемого напряжения с числом в переменной  CoefAmplif приведена в таблице 5.2 (n=1 или 2 – номер канала).

Таблица 5.2 – Зависимость Ku и вида напряжения от CoefAmplif

         Ниже представлена блок-схема программы для МК.

Рисунок 5.1 – Блок схема алгоритма программы для МК

Ниже приведено более подробное описание настройки контроллера SED1335.

После вывода кода 40h (команда «System Set») на шину данных контроллера, производится вывод восьми байтов (P1 – P8), содержащих параметры команды.

В программе задаются следующие значения этих параметров:

P1=30h.

M0=0 - внутренний генератор символов ROM.

М1=0 - генератор символов RAM1; 32 знака.

М2=0 - высота символа 8 пикселов (2716 или эквивалент ROM).

W/S=0 -  однопанельное управление

IV=1- нет коррекции верхней строки экрана (нет смещения)      

T/L=1 - режим ТВ

DR=0 - нормальная операция

P2=87h.

FX=7h - ширина символа равна 8 пикселей.

WF=1 - двухкадровое управление АС

P3 = FY= 07h - высота символа равна 8 пикселей.

P4 = С/R = 27h - адресный диапазон равен 40 байтов на одну строку дисплея.

P5 = TC/R =39h - длина строки равна 58 байтов.

P6 = L/F = EFh -  количество линий на кадр равно 240.

P7 = AL = 28h и P8 = AH = 0 - горизонтальный адресный диапазон (текстовый) равен 40.

Значения параметров команды «Scroll» (код 44hрр):

P1 = SAD 1L = 0 и P2 = SAD1H = 0 - начальный адрес первого экранного блока прокрутки.

P3 = SL1 = P6 = SL2 = EFh - 255 строк на прокручиваемый блок.

P4 = SAD2L = B0h и P5 = SAD2H = 04h - начальный адрес второго блока прокрутки.

P7 = SAD3L = 0h и P8 = SAD3H = 0h - начальный адрес третьего блока прокрутки.

P9 = SAD4L = 0h и P10 = SAD4H = 0h - начальный адрес четвёртого блока прокрутки.

Значения параметров команды «CURSOR FORM» (код 5Dhрр):

P1= CRX = 04h – ширина курсора равна 5 пикселей.

Страницы: 1, 2, 3, 4