Выбор микропроцессора

В качестве блока обработки данных в системе применяется микропроцессорный измерительный контроллер для автоматизации измерений АТ89С51. Этот процессор имеет последовательный порт, два программируемых таймера с несколькими режимами работы и внутренний буфер на 128 байт. Программа обслуживания модуля записывается в энергонезависимую память программ процессора объемом 4 Кбайт. Модуль имеет внутреннюю 8-битную шину данных, к которой подсоединены 8-канальный 12-разрядный АЦП АD7859 с временем преобразования 5 мкс и 10-разрядный 4-канальный ЦАП АD7805.

Запуск АЦП осуществляется либо микропроцессором по прерыванию от внутреннего таймера, либо отрицательным внешним импульсом. Цифровой выход АЦП в данной конструкции работает в 8-битном режиме, так что чтение показаний производится в 2 этапа. АЦП работает с внутренним опорным напряжением. Диапазон преобразования напряжения 0ч2,5 В. Каждый выход АЦП должен быть защищен от перенапряжения. Эту функцию выполняют диоды, подключенные к аналоговой земле и к источнику питания. Обращение к ЦАП происходит в 3 этапа. Сначала в два этапа по внутренней 8-битной шине записывается 10-битное слово данных во внутренний регистр канала. Два младших бита слова данных отображены на адресном пространстве. ЦАП также работает с внутренним опорным напряжением и имеет диапазон выходных сигналов 0-2,5 В [5].

Возможности данного устройства позволяют решать такие задачи по автоматизации измерений, контролю и управлению экспериментом, в которых не требуется высокая производительность. Средняя скорость измерений в секунду 300-400 измерений в секунду. Такая производительность вполне достаточна для решения широкого круга задач.

Характеристики микропроцессора:

напряжение питания, В15;

ток потребления, мА 50;

частота тактовых импульсов, МГц 2,5;

число входов 2;

время пересылки данных в память, мкс20;

разрядность шины данных12;

разрядность шины адреса16;

память ПЗУ, Кб 4;

напряжение на входе АЦП, В 0-2,4;

напряжение на выходе ЦАП, В 0-2,4;

период дискретизации ЦАП и АЦП, Гц-1 6,5·10-6;

диапазон рабочих температур, °С от минус 10 до +70.

Передаточная функция МП равна:

(21)

Так как максимальное напряжение на выходе ЦАП микропроцессора равно 2,4 В, а на максимальное входное напряжение УМЗЧ составляет 0,3 В, то для согласования сигналов, поступающих с выхода ЦАП микропроцессора на вход УМЗЧ применяется резисторный делитель напряжения.

Рисунок 4 - Схема делителя напряжения

Передаточная функция делителя напряжения:

(22)

(23)

Рассчитаем численные значения сопротивлений R1, R2.

По закону Ома, ток i, проходящий по цепи будет равен:

(24)

Падение напряжения UвыхДН на резисторе R2:

(25)

Для обеспечения высокого входного сопротивления на входе УМЗЧ, сопротивление резистора R2 должно быть высоким. Обычно сопротивление R2 принимают равным входному сопротивлению УМЗЧ. Для рассчитанного выше УМЗЧ кОм.

Подставляя (24) в (25), и, зная значения UвыхДН, UвхДН, R2, найдем сопротивление резистора R1.

(26)

Статья в тему

Функциональная схема системы автоматического управления
управление частотная фазовая Автоматика - это отрасль науки и техники охватывающая теорию и практику автоматического управления, а так же принципы построения автоматических систем и образующих их технических средств. Объектом изучения в теории автоматического управления и регулирования являются ав ...