Аналого-цифровой преобразователь

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) в микроконтроллерах построен по классической схеме последовательных приближений с устройством выборки/хранения (УВХ), изображенном на рисунке 37.10. Каждый из аналоговых входов может быть соединен с входом УВХ через аналоговый мультиплексор. Устройство выборки/хранения имеет свой собственный усилитель, гарантирующий, что измеряемый аналоговый сигнал будет стабильным в течение всего времени преобразования. Разрядность большинства интегрированных АЦП составляет 10 бит при нормируемой погрешности +/- 2 разряда.

АЦП может работать в двух режимах — однократное преобразование по любому выбранному каналу и последовательный циклический опрос всех каналов. Время преобразования выбирается программно с помощью установки коэффициента деления частоты специального предварительного делителя, входящего в состав блока АЦП. Важной особенностью аналого-цифрового преобразователя, интегрированного в микроконтроллер, является функция подавления шума при преобразовании. Пользователь имеет возможность, выполнив короткий ряд программных операций, запустить АЦП в то время, когда центральный процессор находится в одном из режимов пониженного энергопотребления. При этом на точность преобразования не будут оказывать влияние помехи, возникающие при работе процессорного ядра.

Рисунок 37.10 - Блок-схема АЦП в МК

 

Интерфейсы в МК

Параллельный порт

Параллельный порт в микроконтроллерах используется в основном для взаимодействия с внешней памятью данных. Обычно параллельный порт представлен восьмиразрядной шиной данных и шестнадцатиразрядной шиной адреса. Для реализации обмена используется стандартная схема с сигналами управления RW и WR — архитектура «общая шина».

Микроконтроллер и внешние устройства соединены при помощи трех шин — шины адреса, шины данных и шины управления. Подобная архитектура микропроцессорной системы называется «общая шина». Общей шиной называется совокупность линий, которая является общей для всех подключенных к ней устройств и служит для передачи информации.

По шине данных передается информация в микропроцессор и из него. На шину адреса микроконтроллер выводит информацию о номере (адресе) той ячейки памяти или устройства, с которым он собирается производить обмен информацией.

Процесс передачи информации между процессором и периферийными устройствами происходит следующим образом:

- вначале процессор устанавливает на шине адреса адрес того периферийного устройства или ячейки памяти, с которой происходит информационный обмен;

- если на параллельной шине несколько устройств, то необходимо выбирать требуемое устройство ввода-вывода или микросхему памяти, формируя сигнал «ВЫБОР МИКРОСХЕМЫ» — «CHIP SELECT» (CS);

- на следующем такте процессор выставляет на шину данных информацию;

- далее формирует сигналы, соответствующие требуемому типу информационного обмена на шине управления (WR, RD, IOREQ, MREQ).

Таким образом, операции передачи адреса и данных оказываются разнесенными по времени, что позволяет в некоторых системах использовать для их передачи одну и ту же группу соединительных линий —мультиплексированная шина адреса данных. Так, для реализации параллельного порта в МК используются два порта ввода/вывода: один -для выдачи старшего байта адреса, второй — для выдачи младшего байта адреса и байта данных. Младший байт адреса защелкивается во внешнем регистре сигналом с выхода микроконтроллера (ALE).

Последовательный порт — канал информационного обмена МК с внешним миром. Такие каналы связи занимают минимальное число выводов кристалла, обеспечивая связь на значительные расстояния с минимальными аппаратными затратами.

В большинстве МК реализованы два типа последовательных портов синхронные и асинхронные.