Разработка адаптера для оцифровки аналогового сигнала для микропроцессорной секции - Реферат

Это играет важную роль в тех случаях, когда компьютер или процессор регистрируют или контролируют ход эксперимента или технологического процесса, или всякий раз, когда цифровая техника используется для выполнения традиционно аналоговой работы. Аналого-цифровое преобразование следует использовать в областях, где для обеспечения помехоустойчивой и шумозащищенной передачи аналоговая информация преобразуется в промежуточную цифровую форму (например, "цифровая звукотехника" или импульсно-кодовая модуляция).В преобразовании сигналов из аналоговой формы в цифровую можно выделить следующие процессы: дискретизацию, квантование, кодирование. Процесс дискретизации заключается в том, что из непрерывного во времени сигнала (в рассматриваемом случае таким сигналом является напряжение) выбираются отдельные его значения, соответствующие тактовым моментам времени, следующим через определенный временной интервал Т, называемый тактовым интервалом. Операция квантования состоит в округлении значений аналогового напряжения, выбранных в тактовые моменты времени, до ближайшего уровня квантования (рисунок 1). Уровни квантования сдвинуты друг относительно друга на величину ?, называемую шагом квантования. На диаграмме рисунка 1 значение напряжения в тактовый момент времени t0 заменяется ближайшим к нему уровнем квантования с номером 3, в момент t1 - уровнем 6, t2 - 7, t3 - 7, t4 - 3, t5 - 1, t6 - 2, t7 - 3.В данном случае использована схема ФНЧ второго порядка Салена-Ки [3]. В этой схеме можно получить коэффициент усиления по напряжению больше 1. Если от фильтра требуется равномерность частотной характеристики в полосе частот от 0 до ?0, то для расчета используются формулы: C1=(R1 R2)/(v2*R1*R2* ?0) (2) В схеме используется два RC звена, поэтому скорость спада частотной характеристики составляет - 40 ДБ/дек. Диапазон входного однополярного напряжения микросхемы АЦП 0,5... 10,5 В, а максимальная амплитуда входного сигнала (по заданию) 3 В, поэтому требуется коэффициент усиления по напряжению Ku=3, при этом опорное напряжение для микросхемы АЦП требуется 9 В.Микросхема представляет собой функционально законченный 10-разрядный АЦП [2], сопрягаемый с микропроцессором. 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. По окончанию преобразования АЦП вырабатывает сигнал "готовность данных" и информация из РПП поступает на цифровые входы через каскады с тремя состояниями.Будем использовать селектор адреса на дешифраторе и элементах "И" и "НЕ". Нам нужно сформировать 3 адреса А4, А5, А6. Т. е . можно адрес поделить на две половины для "отлавливания" А (для всех портов одинаков) и для 4,5,6.Был разработан адаптер для оцифровки аналогового сигнала для микропроцессорной секции.

Содержание

Введение

1. Разработка адаптера аналого-цифрового преобразователя

2. Разработка активного фильтра НЧ

3. Разработка блока АЦП в составе микропроцессорной системы

4. Разработка селектора адреса

5. Разработка блок - схемы

Заключение

Список литературы

Кроме чисто "цифрового" сопряжения, часто требуется преобразовать аналоговый сигнал в число, пропорциональное амплитуде сигнала и наоборот. Это играет важную роль в тех случаях, когда компьютер или процессор регистрируют или контролируют ход эксперимента или технологического процесса, или всякий раз, когда цифровая техника используется для выполнения традиционно аналоговой работы. Аналого-цифровое преобразование следует использовать в областях, где для обеспечения помехоустойчивой и шумозащищенной передачи аналоговая информация преобразуется в промежуточную цифровую форму (например, "цифровая звукотехника" или импульсно-кодовая модуляция). Это требуется в самых разнообразных измерительных средствах (включая обычные настольные приборы типа цифровых универсальных измерительных прибором и более экзотические приборы, такие, как усреднители переходных процессов, "ловушки для выбросов" и осциллографы с цифровой памятью), а также в устройствах генерации и обработки сигналов, таких, как цифровые синтезаторы колебаний и устройства шифрования данных. И, наконец, техника преобразования является существенной составляющей способов формирования аналоговых изображений с помощью цифровых средств, например, показаний измерительных приборов или двух координатных изображений, создаваемых компьютером. Даже в относительно простой электронной аппаратуре существует масса возможностей для применения аналого-цифрового и цифроаналогового преобразования. АЦП и ЦАП применяются для связи цифровой микропроцессорной и вычислительной техники с объектами контроля и управления, т.е. для преобразования в реальном масштабе времени аналоговых входных сигналов в цифровой код и для обратного преобразования цифровой информации в аналоговый выходной сигнал информационно-управляющих устройств.

Был разработан адаптер для оцифровки аналогового сигнала для микропроцессорной секции. Разработан основной алгоритм работы устройства, а также чертеж принципиальной электрической схемы. Конечная принципиальная схема всего устройства приведена в приложении.

1. Дмитриев В. И. Прикладная теория информации. М.: Высшая школа, 1989.

2. Аванесян Г. Р., Левшин В. П. Интегральные схемы ТТЛ, ТТЛШ: Справочник. Машиностроение, 1993.

3. Алексеев А. Г., Войшвилло Г. В. Операционные усилители и их применение. Радио и связь.