АСТ интерфейстері

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 6 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының Білім және Ғылым министрлігі

Файл:Logotip KazNU.gif — Википедия

РЕФЕРАТ

Тақырыбы: АСТ интерфейстері

Тексерген: Туякбаев А. А.

Орындаған: Ібайдулла Т. А.

Тобы: Жылуэнергетика магистратура 2-курс

Алматы 2021 ж

Деректерді жинау жүйелері және микроконверторлар

ADC-тің біртіндеп күрделенуі, көп арналы AСТ-тің пайда болуы, кіріктірілген іріктеу-сақтау құрылғысы бар AСТ, күрделі сандық бөлігі бар AСТ қазір көптеген датчиктерден келетін сигналдарды сандық кодқа түрлендіруді және оларды микроЭВМ-ге беруді қамтамасыз ететін толық біркристалды деректерді жинау жүйелерінің болуына әкелді. Деректерді жинаудың дамыған жүйесінің схемасы суретте көрсетілген.

Жүйенің негізі-АСТ, әдетте кезекті жуықтаудың АСТ. Деректерді жинау жүйесін құру үшін қажет ИМС корпустарының санын азайту үшін схемаға УВХ және кернеу көзі кіреді. Аналогтық сигналдардың бірнеше кіріс көздеріне қосылу үшін аналогтық мультиплексор қолданылады. Негізгі процессордың үзілу жиілігін азайту үшін кейбір деректерді жинау жүйелері FIFO - first input - first output (бірінші кіру - бірінші шығу) сияқты жедел сақтау құрылғысымен жабдықталған. Жүйеге кіретін УПК өлшеу күшейткіші басқару схемасынан команда бойынша кірісті өзгертеді. Бұл аналогтық сигналдардың диапазондарын әртүрлі кірістерден туралауға мүмкіндік береді.

Басқару схемасы негізгі процессордан жұмыс командаларының блогы жүктелген жедел жад құрылғысын (ЖЖҚ) қамтуы мүмкін. Бұл командаларда қандай операциялық режимдерді пайдалану керек, кіріс арналарының қайсысы бір сымды болуы керек, ал қайсысы дифференциалды жұптарды қалыптастыру үшін біріктірілуі керек, әр арна үшін қаншалықты жиі және қандай тәртіппен таңдау керек. Деректерді жинау жүйесіне енгізілген сандық таймер AСТ-ның өзгеру қарқынын анықтайды.

Өнімділікті арттыру үшін беру коэффициентін белгілеу және деректерді іріктеу әр арна бойынша жеке жүзеге асырылуы мүмкін. Мысалы, AD7865 4 арналы деректерді жинау жүйесі төрт кіріс сигналын масштабтау тізбегін және мультиплексорға қосылған төрт бақылау/сақтау құрылғысын қамтиды.

Аналогты-сандық түрлендіргіштері бар құрылғылардың арнайы класы микроконверторлар болып табылады. Біраз уақыт бұрын аналогтық бағдарламаланатын матрицаларды, яғни операциялық күшейткіштер мен басқа аналогтық ұяшықтарды қамтитын құрылғыларды құру әрекеттері болды, олардың арасындағы байланыстарды бағдарламалық жолмен орнатуға болады. Бұл талпыныстар коммерциялық табысқа ие болған жоқ. Жақында кейбір фирмалар, мысалы, Analog Devices, көп арналы АСТ, микроконтроллер және бір немесе екі арналы САТ кіретін аналогтық сигналдарды түрлендіруге арналған, бағдарламаланатын құрылғыларды шығара бастады. Мұндай микроконвертор аналогтық сигналдарды қабылдайды, оларды сандық кодтарға айналдырады, микроконтроллердің ПЗУ-да жазылған бағдарлама бойынша осы кодтарды өңдейді және САТ көмегімен нәтижелерді аналогтық сигналдарға қайта түрлендіреді. Жоғары жылдамдықта тек таза аналогтан кейін, мұндай схема үлкен функционалды икемділік пен дәлдікпен сипатталады.

AСТ интерфейстері

Аналогты-сандық түрлендіргіштің маңызды бөлігі-сандық интерфейс, яғни, ACТ-ны сандық сигнал қабылдағыштармен байланыстыруды қамтамасыз ететін схемалар. Сандық интерфейс құрылымы AСТ-ны шығу кодының қабылдағышына, мысалы, микропроцессорға, микроконтроллерге немесе сандық сигнал процессорына қосу әдісін анықтайды. Сандық интерфейстің қасиеттері AСТ түрлендіру жиілігінің жоғарғы жиілігінің деңгейіне тікелей әсер етеді.

Көбінесе AСТ - ны процессормен байланыстыру, онда AСТ процессор үшін жад ұяшықтарының бірі болып табылатын әдісі қолданылады. Бұл жағдайда AСТ-де адрестік кірістердің қажетті саны, адрес дешифраторыі бар және тікелей адрестік шинаға және процессордың деректер шинасына қосылады. Ол үшін үш күйі бар шығыс каскадтары болуы керек.

AСТ-ның микропроцессорлармен бірлескен жұмысының тағы бір талабы, компьютерлер мен ADC кіретін кез-келген жүйеге ортақ болатын, бағдарламалық жасақтама деп аталады. АСТ процессорларының бағдарламалық жанасуының бірнеше жолдары бар.

Түрлендіру сигналын тексеру . Бұл әдіс "Пуск" түрлендіруді бастаған команда уақытылы таймерден AСТ-ге беріледі. Процессор AСТ-тен "Готов" түрлендіруді аяқтау сигналының күту циклінде болады, содан кейін ол циклден шығады, AСТ-мен деректерді оқиды және соған сәйкес келесі түрлендіруді немесе негізгі бағдарламаны орындауды бастайды, содан кейін күту цикліне қайта енеді. Мұнда AСТ жетекші құрылғы (master), ал процессор - еріксіз (slave) ретінде әрекет етеді. Бұл әдіс қосымша жабдықты қажет етпейді, бірақ тек процессор тым көп жүктелмеген жүйелерде жарамды, яғни, AСТ-тен деректерді өңдеу ұзақтығы AСТ түрлендіру уақытынан аз. Бұл әдіс AСТ өнімділігін барынша арттыруға мүмкіндік береді.

Егер AСТ-дан деректерді өңдеу ұзақтығы АСТ-ны түрлендіру уақытынан едәуір ұзақ болса, "Пуск" сигналы процессордан келетіндігімен ерекшеленетін осы әдіс нұсқасын қолдана аласыз. Процессор деректерді өңдеудің негізгі бағдарламасын орындайды, содан кейін АСТ-мен деректерді оқып, оны қайта іске қосады. Бұл жағдайда процессор жетекші, ал AСТ-еріксіз құрылғы ретінде әрекет етеді.

Қарапайым үзіліс. "Пуск" командасын бере отырып, процессор негізгі бағдарлама бойынша жұмысын жалғастырады. Түрлендіру аяқталғаннан кейін үзіліс сигналы пайда болады, ол есептеу процессорында үзіледі және үзіліс сигналын жіберген перифериялық құрылғыны іздеу процедурасын қамтиды. Бұл процедура барлық перифериялық құрылғыларды қажетті құрал табылғанша сұрыптаудан тұрады. Бұл әдістің алдыңғы әдіске қарағанда артықшылығы, егер қолданылатын AСТ баяу жұмыс істесе, бір уақытта көп түрлендірулерде көрінеді. Егер AСТ тез әрекет етсе, онда бұл жұмыс әдісі алдыңғыға қарағанда баяу болуы мүмкін, өйткені үзілісті өңдеуге көп уақыт кетеді.

Векторлық үзіліс. Бұл әдіс алдыңғыдан ерекшелігі, үзіліс сигналымен бірге осы AСТ-ға өтініш беру бағдарламасының мекен-жайы жіберіледі. Сондықтан барлық Перифериялық құрылғыларды сұрыптаудың қажеті жоқ.

Жадқа тікелей қол жеткізу. Бұл жерде үзіліс қолданылады, бірақ алдыңғы екі тәсілден айырмашылығы, үзіліс жүйесін басқару арнайы интерфейске жіберіледі, ол процессор регистрлерін айналып өтіп, жадқа түрлендіру деректерін қайта жазады. Бұл болу ұзақтығын бір өлшемге дейін қысқартуға мүмкіндік береді. Жад ұяшықтарының нөмірлері интерфейстің мекен-жай регистрінде сақталады. Осы мақсатта жадқа тікелей қол жеткізу ИМС контроллерлері шығарылады.

Шығу сөзін AСТ-тен сандық қабылдағышқа жіберу әдісіне байланысты сериялық және параллель шығыс интерфейстері бар түрлендіргіштер ажыратылады. Сериялық интерфейс параллель интерфейске қарағанда баяу, бірақ ол сандық қабылдағышпен әлдеқайда аз сызықтармен байланыс орнатуға және ИМС түйреуіштерінің санын бірнеше есе азайтуға мүмкіндік береді. Сондықтан, әдетте параллель интерфейс параллель және кезекті-параллель AСТ - де, ал кезекті интерфейс интегралда қолданылады. Сериялық жуықтаудың AСТ-де параллель (мысалы, 1108pv2) және кезекті (мысалы, AD7893) интерфейстер қолданылады. Кейбір дәйекті жуықтау AСТ (мысалы, AD7892) екі типтегі интерфейске ие.

Параллель шығу интерфейсі бар AСТ

Параллель Шығу интерфейсі бар АСТ. Параллельді AСТ және ерте модельдердің түрлендіргіштеріне тән қарапайым жағдайларда интерфейс үш шығу күйі бар N-разрядты сақтау регистрінің көмегімен жүзеге асырылады. Мұнда N-AСТ разрядтылығы. Суретте AСТ-тің функционалды диаграммасы және интерфейстің уақыттық диаграммалары көрсетілген.

Түрлендіргіштің УВХ "Пуск" сигналының өсіп келе жатқан жиегінде сақтау режиміне өтеді және түрлендіру процесі басталады. Түрлендіру аяқталғаннан кейін импульс "Готов" Шығыс сызығына шығарылады, бұл AСТ шығу регистрінде жаңа нәтиже бар екенін көрсетеді. "CS" (кристалды таңдау) және "RD" (оқу) сигналдары қабылдағышқа беру үшін деректердің шығуын басқарады.

Кезекті шығу интерфейсі бар AСТ

Кезекті Шығу интерфейсі бар AСТ. 12 биттік МАХ176 немесе 14 биттік МАХ121 сияқты қарапайым сандық бөлікпен жабдықталған кезекті жуықтаудың AСТ-де шығу мәні көрсетілгендей тікелей компаратордан немесе кезекті жуықтау регистрінен (РПП) сериялық код ретінде оқылуы мүмкін. - Осындай интерфейстің функционалды диаграммасы (а) және оның жұмысының уақыт диаграммалары (б) берілген.

Мұнда SPI интерфейсін жүзеге асыратын схема берілген. Процессор жетекші (master) . Ол AСТ-ті "Пуск" кірісіне кесу арқылы түрлендіру процесінің басталуын бастайды. Іске қосылғаннан кейінгі екінші циклден бастап, AСТ деректерінің шығуында алдыңғы қатарлы биттермен кезекті шығу коды жасалады. Бұл сигнал процессордың MISO (master - input, slave - output) кірісіне түседі.

АСТ сигма-дельта кезекті интерфейс

AСТ сигма-дельтасының процессорлары бар кезекті интерфейсі өте қарапайым. Мысалы, 24 разрядты AD7714 үш арналы AD80C51 микроконтроллерімен байланыс үшін қарапайым жағдайда тек екі жол қажет