Разделы

Использование лабораторного стенда на практике

Методические рекомендации к выполнению лабораторной работе

Цель: получить навыки по работе с аналого-цифровым преобразователем.

Теоретические сведенья

Лабораторный стенд состоит из трех основных частей: источника питания, микроконтроллера, семисегментного индикатора. Блок-схема изображена на рисунке 7.

Рисунок 7 - Структурная схема лабораторного стенда

Напряжение питания микроконтроллера составляет +5 В, и осуществляется при помощи батареек. Сигнал на АЦП подается с блока питания. Максимальное значение напряжения, которое может быть подано на АЦП составляет 5В.

В нашей лабораторной установке используем микроконтроллер семейства AVR ATMega8. Микроконтроллер (MCU) - микросхема, предназначенная для управления электронными устройствами. Типичный микроконтроллер сочетает в себе функции процессора и периферийных устройств, может содержать ОЗУ и ПЗУ. По сути, это однокристальный компьютер, способный выполнять простые задачи. Использование одной микросхемы, вместо целого набора, как в случае обычных процессоров, применяемых в персональных компьютерах, значительно снижает размеры, энергопотребление и стоимость устройств, построенных на базе микроконтроллеров. Микроконтроллеры являются основой для построения встраиваемых систем. ATMega8 это 8-разрядный КМОП микроконтроллер, основанный на архитектуре Atmel AVR. Контроллер выполняет большинство инструкций за 1 такт, поэтому вычислительная мощность контроллера равна 1MIPS на 1 Мгц. Микроконтроллер имеет RISC-архитектуру, но формат команды двухоперандный, за один такт может быть обращение только к двум регистрам. Контроллер содержит 32 регистра, которые могут равноправно использоваться в арифметических операциях.

Семисегментный индикатор это устройство отображения цифровой информации. Семисегментный индикатор состоит из семи элементов индикации (сегментов), включающихся и выключающихся по отдельности. Включая их в разных комбинациях, из них можно составить упрощённые изображения арабских цифр. Индикатор показывает цифры шестнадцате­ричного кода. Сегменты обозначаются буквами от A до G; восьмой сегмент - десятичная запятая, предназначенная для отображения дробных чисел. Светодиодные индикаторы имеют предельно простую форму, так как в них применяются светодиоды, отлитые в форме сегментов, и чем меньше разных типов светодиодов, тем дешевле устройство. Ток питания семисегментного индикатора 15мА.

Основой лабораторного стенда является аналого-цифровой преобразователь. Аналого-цифровой преобразователь (АЦП, англ. Analog-to-digital converter, ADC) - устройство, преобразующее входной аналоговый сигнал в дискретный код (цифровой сигнал). Обратное преобразование осуществляется при помощи цифро-аналогового преобразователя. Как правило, АЦП - электронное устройство, преобразующее входной сигнал в двоичный цифровой код. Основными характеристиками АЦП являются:

Разрешение АЦП - минимальное изменение величины аналогового сигнала, которое может быть преобразовано данным АЦП - связано с его разрядностью. В случае единичного измерения без учёта шумов разрешение напрямую определяется разрядностью АЦП. Разрядность АЦП характеризует количество дискретных значений, которые преобразователь может выдать на выходе. В двоичных АЦП разрядность измеряется в битах, в троичных разрядность измеряется в тритах. Например, двоичный АЦП, способный выдать 256 дискретных значений (0…255), имеет разрядность 8 бит, , троичный АЦП, имеющий разрядность 8 трит, способен выдать 6 561 дискретное значение. Этот расчет можно провести по формуле (1):

(1)

Где - количество дискретных значений, - разрядность АЦП.

Подставив значения в формулу, получим:

=256.

Эту же формулу можно использовать для расчета количества дискретных значений для троичного АЦП. Тогда вместо 2 в формулу нужно подставить 3.

Модуль 8-битного аналого-цифрового преобразователя входит в состав микроконтроллера. В качестве источника опорного напряжения для АЦП может использоваться как напряжения питания микроконтроллера, так и внешний либо внутренний источник опорного напряжения.

Модуль АЦП может работать в двух режимах:

Перейти на страницу: 1 2

Другие материалы

Радиоприёмник с частотной модуляцией
Техника передачи информации с каждым годом приобретает все большее значение, являясь одним из основных компонентов современных систем управления, в том числе и автоматизированного. На ж ...

Радиолиния передачи телеметрической информации
Телеметрия является одной из молодых и быстро развивающимся отраслей науки и техники. Она связана с измерениями различных физических величин и передачей на расстояние этих измерений. Пер ...

Проектирование системы передачи дискретных сообщений
Целью курсового проектирования является приобретение навыков проектирования системы передачи дискретных сообщений. Система передачи дискретных сообщений СПДС представляет собой компле ...

Копирайт 2019 : www.ordinarytech.ru