Микроконтроллеры

Если  ведомый  процессор принял правильный  адрес, последующие

байты он принимает как данные, в то время как остальные ведомые  процессоры игнорируют принимаемые байты до приема следующего адреса. Для работы в режиме ведущего процессор должен установить 9-битовый режим передачи (установлен бит CHR9 в UCSRB). Для передачи адресного байта девятый бит должен устанавливаться в 1, и сбрасываться для передачи байтов данных. В ведомых процессорах механизм приема слегка отличается для 8-ми и 9-ти битового режима приема. При приеме восьми бит (сброшен бит CHR9 в UCSRB), стоповый бит для адресного байта равен единице и равен нулю для байт данных. В 9-ти битовом режиме для адресного байта устанавливается 9-й бит, для байт данных он будет сброшен, стоповый бит всегда будет равен 1. Для обмена данными в многопроцессорном режиме необходимо выполнить следующую процедуру.

1. Все  подчиненные процессоры устанавливают  обмен в многопроцессорном режиме (установлен бит MPCM в UCSRA)

2. Ведущий процессор посылает адресный байт, все подчиненные процессоры читают и принимают этот байт. В ведомых процессорах устанавливается флаг RXC в UCSRA.

3. Каждый  из ведомых процессоров читает  регистр UDR и определяет был  ли он выбран. Если процессор  выбран, он сбрасывает флаг MPCM в UCSRA, иначе он будет ожидать следующего адресного байта.

4. Для  каждого принятого байта данных  в ведомом процессоре устанавливается флаг завершения приема (RXC в UCSRA). Кроме того в 8-битовом режиме будет генерироваться ошибка кадра (FE в UCSRA), поскольку стоповый бит будет равен 0. В других подчиненных процессорах

установлен  бит MPCM, поэтому байты данных будут  игнорироваться, регистр UDR не записывается, флаги RXC и FE не устанавливаются.

5. После  передачи последнего байта данных процесс повторяется с шага 2.

АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Основные  характеристики:

- разрешение 10 бит

- точность +- 1/2 младшего разряда

- время  преобразования 65-260 uS

- 6 мультиплексирумых  входов

- работа  с полным размахом напряжения

- непрерывный режим или одиночные преобразования

- прерывание  по завершению преобразования

- подавление  шума в режиме Sleep

AT90S2333/4433 имеют 10-разрядный АЦП последовательного  приближения. АЦП подключен к  выходу шестивходового мультиплексора. Мультиплексор позволяет подключать на вход АЦП любой из входов порта C. В состав  АЦП входит  усилитель  выборки-хранения,    который позволяет сохранять на входе АЦП уровень напряжения постоянный за время преобразования.

АЦП имеет  два отдельных вывода питания AVCC и AGND. ФПТВ должен подключаться к GND, напряжение на AVCC не должно отличаться от VCC более чем на +-0.3В. Внешнее опорное напряжение должно подаваться на вывод AREF. Это напряжение должно лежать в пределах AGND-AVCC.

    АЦП может работать в двух режимах - одиночного преобразования и непрерывном. В режиме одиночного преобразование каждое преобразование инициируется пользователем. В непрерывном режиме АЦП производит непрерывную обработку входного сигнала и обновляет регистр данных АЦП. Переключение режимов осуществляется битом ADFR в регистре ADCSR. Регистр ADMUX выбирает один из шести входов подключаемый ко входу АЦП. Кроме того в качестве входа можно использовать фиксированное опорное напряжение. Работа АЦП разрешается записью логической "1" в бит разрешения АЦП (ADEN в ADCSR). Перед первым преобразованием после разрешения АЦП выполняется одно "пустое" преобразование инициализирующее АЦП. Для пользователя единственное отличие первого преобразования от последующих заключается в том, что оно занимает 25 тактовых импульсов вместо обычных 13.

Преобразование  запускается записью логической 1 в бит запуска АЦП - ADCS. Этот бит  остается установленным пока идет преобразование и аппаратно сбрасывается, когда преобразование завершается. Если во время преобразования происходит переключение канала, пред переключением АЦП завершает текущее преобразование.

Операция  выборки-хранения занимает один цикл после  запуска преобразования. Это позволяет пользователю устанавливать номер входного канала одновременно с запуском преобразования Поскольку результат преобразования занимает 10 разрядов, для хранения результата используется два регистра ADCH и ADCL, которые должны быть прочитаны для получения результата. Для защиты данных, чтобы обеспечить чтение результата одного преобразования из обоих регистров используется специальная логика защиты данных.

Этот  механизм работает так:

При чтении данных первым должен читаться регистр ADCL. Доступ АЦП к регистру данных блокируется. Это приводит к тому, что если прочитан байт ADCL и преобразование завершилось до того как прочитан регистр ADCH, регистр данных не изменяется и результат преобразования будет потерян. Доступ АЦП к регистру данных разрешается после чтения ADCH. АЦП имеет собственное прерывание, которое выполняется по завершению преобразования. Если доступ АЦП к регистру данных запрещен (между чтением ADCL и ADCH), прерывание вызывается даже если данные потеряны.  Предварительный делитель АЦП работает с тактовыми частотами в диапазоне 50-200 kHz. Для полного преобразования АЦП необходимо 13 тактов, т.е. преобразование занимает от 65 до 260 uS. Корректное значение выхода АЦП гарантируется только для тактовых частот  не выходящих из приведенного  диапазона. Для генерации тактовой частоты АЦП из тактовой частоты процессора выше 100 кГц используются биты ADPS0-ADPS2. Предварительный делитель начинает счет в момент разрешения АЦП установкой бита ADEN в ADCSR. Предварительный делитель продолжает работать до тех  пор, пока установлен  бит ADEN и  непрерывно сбрасывается если бит ADEN сброшен.  Функция подавления шумов АЦП Одна из особенностей АЦП - функция подавления шумов, АЦП может осуществлять преобразования в режиме холостого хода, это позволят уменьшить шумы, наводимые ядром процессора. Чтобы воспользоваться этой возможностью, необходимо произвести следующую процедуру:

1. Удостоверьтесь, что АЦП разрешен и не занят  преобразованием. Необходимо выбрать  режим одиночного преобразования  и разрешить прерывания по  окончанию преобразования . 

ADEN=1

ADSC=0

ADFR=0

ADIE=1 

2. Перейти  в режим холостого хода. АЦП начнет преобразование после того как остановится процессор.

3. Если  за время преобразования не  произойдут другие прерывания, по  окончанию преобразования процессор  выйдет из режима холостого  хода и выполнит прерывание  по окончанию преобразования. 

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Абрайтис  Б.Б., Аверьянов Н.Н., Белоус А.И.  и др. Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем: Справочник – М.: Радио и связь, 2003г. – 214с

2. Александров  К.К. Кузьмина Е.Т. Электротехнические чертежи и схемы – СПб.: Микро, 2003г. – 233с.

3 Барнс  Дж.  Электронное конструирование:  Методы борьбы с помехами / пер.  с англ. Г.М. Мосина – М.: 2002г.

   4. Болл Стюарт Р. Аналоговые  интерфейсы микроконтроллеров –  М.: Додэка-ХХI, 2007г

5. Борисов  В.Г. Юный радиолюбитель – М.: Наука, 2002г. – 134с.

   6. Бойко В.И., Гуржий А.Н., Жуйков  В.Я. Схемотехника электронных  систем. Цифровые устройства – СПб. БХВ, 2004г. – 512с.

    7.Волович Г.И. Схемотехника аналоговых  и аналого-цифровых устройств.-          М.: Додэка-XXI, 2005г. – 528с.

8. Гоноровский  И.С. Радиотехнические цепи и  сигналы:учебник для ВУЗов, издание 4-е, пер. и доп., Москва, "Радио и связь",2001г. 512с.

9. Джон  Ф.Уэйкерли Проектирование цифровых  устройств/ пер. с англ. Г.М. Мосина – М.:2002г. два тома.

10. Журнал  схемотехника, август 2004г, стр. 53-54

  11. Иванов М.Т., Серrиенко А.Б., Ушаков  В.Н. Теоретические основы радиотехники Учеб. пособие. под ред. Ушакова В.Н. – М.: Высш.шк. 2002г. 306 с.

12. Кашкаров  А. П. Электронные самоделки – СПб.: БХВ, 2007г

13. Лаврентьев  Б.Ф. Аналоговая и цифровая  электроника Учебное пособие.  Йошкар-Ола, 2000г.

14. Ленк  Джон. Электронные схемы: Практическое  руководство/ пер. с англ.

15. Лобанов В.И.  Азбука разработчика цифровых устройств – СПб.: Электрон, 2001г.

16. Машкова Т.Т., Степанов С.Н. Основы радиотехники – М.: Наука, 2000г. – 134с.

17. Микшиса В.Н. под ред. Теплюка И.Н. – М.: МИР. 1999. 343с.

18. Преснухина  Л.Н. Микропроцессоры – М.: Высшая  школа, 2000г., в 3- книгах.

19. Техническая документация по PIC16F627/628 (пер. с англ. Microchip)

20. Шило  В.Л. Популярные цифровые микросхемы  – Челябинск, МБР, 1999г. 

21.Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника - СПб.: Электрон, 2004г. – 528с.  
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 

 

Элементы  входящие в состав схемы.