Приклад виконання програми цифро-аналогового перетворення

Сформувати два прямокутні сигнали? амплітуди і? повної амплітуди виходу ЦАП.

А55 equ 8OOOh;Адрес порту А

В55 equ 8OOlh;Адрес порту B

С55 equ 8002h;Адрес порту З

RUS55 equ 8003h;Адрес порту керуючого слова

UW equ 80h;керуюче слово всі порги на

;вивід

ORG 0000

MOV DPTB,#RUS55

MOV A,#UW

MOVX @DPTR.A;ініціалізація ВВ55

M2: MOV R0,#00h;в R0 зберігаються старша частина

;коду ЦАПа

MOV DPTR,#C55;обнулення старших

MOV A,R0;виводів ЦАПа

MOVX @DPTR,A;D9-D8

MOV DPTR,#A55;обнулення молодших

MOV A,R0;виводів ЦАПа

MOVX @DPTR,A;D7-D0

CALL ZAD;підпрограма затримки на 0.1 сік

MOV A,#02h;в А занести? макс. Значення коду
MOV DPTR,#C55;

MOVX @DPTR,A;Запис в порт А молодшої частини коду

CALL ZAD; підпрограма затримки на 0.1 сік

MOV A,#01h;в А занести? макс. значенню коду
MOV DPTR,#C55;

MOVX @DPTR,A;Запис в порт А молодшої частини коду

CALL ZAD; підпрограма затримки на 0.1 сік

CALL ZAD; підпрограма затримки на 0.1 сік

JMP M2;перехід на новий цикл
END

Примітка: в лістингу програми приведеною вище відсутня підпрограма затримки (аналогічна там, що використався в попередніх лабораторних роботах).

Варіанти індивідуальних завдань

Таблиця 8 Таблиця завдань до л.р. №4

№	Тенет індивідуального завдання
	Сформувати пилкоподібну напругу з частотою повторення 50 Гц. Відображати на С ГндгЮІ число імпульсів, що згенерували.
	Після натиснення S1 сформувати трикутні Імпульси, передній фронт 20мсек задній 10 мсек. кожний 10 імпульс відображати на Д_Інд HL10.
	Після натиснення S2 сформувати трапецієвидні імпульси, передній фронт ІЗмсек задній 15 мсек кожну секунду запалювати світлодіод HL1.
	Сформувати синусоїду з частотою повторення 120 Гц.
	Сформувати пилкоподібну напругу з частотою повторення 200 Гц і тривалістю переднього фронту 2 мсек.
	Після натиснення S10 сформувати синусоїду з частотою повторення 100 Гц.
	Сформувати прямокутні імпульси, з тривалістю 25мсек і шпаруватістю 4
	Після натиснення S11 сформувати трикутні імпульси, передній фронт 25мсек задній 5 мсек.
	Сформувати синусоїду з частотою повторення 300 Гц. Після натиснення S10 змінити частоту на 100 Гц.
	Сформувати два прямокутні імпульси, один максимальною амплітудою тривалістю І другої 2/3 амплітуди максимальної з періодом повторення 40 Гц.
	Сформувати прямокутні імпульси, з тривалістю 25мсек після натиснення S6 на клавіатурі сформувати трикутні імпульси.
	Сформувати синусоїду з частотою повторення 70 Гц, по натисненню S7 на клавіатурі прямокутні імпульси, з тривалістю 25мсек і шпаруватістю 2.
	Після натиснення S10 сформувати трикутні Імпульси, передній фронт 15мсек задній 40 мсек.
	Після натиснення S9 на клавіатурі сформувати трапецієвидні імпульси, передній фронт 20сек задній 20 мсек
	Сформувати три прямокутні імпульси, один 1/3 макс. Амп., 2-ої 2/3 амп, макс, 3-ій макс. Амп.с періодом повторення 100 Гц.

 

 

Лабораторна робота №5

Тема: аналого-цифрове перетворення.

Мета роботи: навчитися вимірювати аналогову величину.

Навчальне завдання: розробка програм вимірювання аналогових величин для різних методів вимірювання і типів АЦП.

Порядок виконання

1. Вивчити структурну схему модуля АЦП на платі розширення.

2. Розробити алгоритм і програму для виконання індивідуального завдання до початок лабораторного заняття.

3. Ввести програму індивідуального завдання на персональному комп’ютері.

4. За допомогою ПНЗ проаналізувати виконання індивідуальної програми.

5. Завантажити програму в стенд ОЕВМ. Переконатися в правильному виконанні індивідуального завдання, змінити значення напруги, що подасться, на вхід АЦП, повторити перетворення. При негативному результаті здійснити зміну алгоритму або програми.

6. Повторити завантаження програми в стенд ОЕВМ.

7. Роздрукувати лістинг правильно працюючої програми.

8. Відповісти на контрольні запитання викладача.

Контрольні питання

1. Методи і типи АЦП.

2. Статичні параметри АЦП.

3. Поняття дискретності, квантування, роздільна здатність.

4. Характеристика перетворення, диференціальної нелінійності АЦП та відхилення коефіцієнта перетворення.

5. Напруга зсуву нуля.

6. Динамічні параметри АЦП.

7. Час перетворення, час затримки запуску, час циклу перетворення, максимальна частота перетворення.

8. Поняття апертурного часу.

9. Чинники, що впливають на погрішність АЦП.

10. Апаратні реалізації АЦП.

11. Приклади практичного вживання АЦП.

12. Побудова схем АЦП за допомогою мікросхем ЦАП.

Теоретичні відомості

Аналогово-цифрові перетворювачі (АЦП) застосовуються у вимірювальних системах і вимірювально-обчислювальних комплексах для узгодження аналогових джерел вимірюваних сигналів з цифровими пристроями обробки і представлення результатів вимірювання.

Існують різні методи побудови АЦП. Вони відрізняються по складності реалізації, перешкодостійкості та швидкодії.

В системах де основним критерієм є швидкодія застосовують АЦП паралельного перетворення. Але АЦП цього типу достатньо складні в реалізації. Для n-разрядного АЦП необхідні 2ⁿ-1 компарата і паралельний дільник напруги, який виробляє 2ⁿ-1 рівнів квантування.

Для реалізації систем з високою перешкодостійкістю застосовують інтегруючі АЦП. Такий АЦП складається з двох перетворювачів. Вимірювана напруга перетворюється в тривалість імпульсу, а потім тривалість імпульсу перетворюється в цифровий код. Одним з найпоширеніших є АЦП, побудований на цифро-аналоговому (ЦАП) перетворювачі. Схема цього АЦП приведена на рисунку 5.1.

Рисунок 5.1 - Схема АЦП побудованого на ЦАП

Код формується лічильником, при організації жорсткої логіки, або програмно, якщо АЦП працює у складі обчислювального комплексу. Вхідний код перетворюється в аналоговий сигнал за допомогою ЦАП. Напруга з виходу ЦАП поступає на один з входів компаратора. На інший вхід подається вимірювана напруга U_x. В момент, коли напруга ЦАП буде рівна вимірюваному, компаратор формує сигнал «Stop», який свідчить про закінчення циклу вимірювання.

При формуванні коду використовуються різні алгоритми. Найпростішим алгоритмом є порозрядне урівноваження. При такому підході код міняється від мінімального шляхом приросту одиниці молодшого розряду до тих пір, поки напруга ЦАП не порівняється з вимірюваною напругою. Недоліком порозрядного урівноваження є маленька швидкодія.

Для скорочення часу перетворення застосовується метод половинних наближень. Урівноваження починається з старшого розряду. В цьому розряді встановлюється одиниця і читається стан компаратора. Якщо напруга ЦАП більше вимірюваного то розряд скидається, а якщо менше, то розряд зберігає свій стан. Далі таким же чином обробляється наступний розряд. Перетворення закінчується тоді, коли будуть оброблені всі розряди.

В системах стеження, за якимись параметрами часто необхідно безперервно прочитувати стан датчика. Це забезпечується малим часом перетворення за рахунок вживання стежачого АЦП. Суть даного алгоритму полягає в тому, що спочатку код формується методом половинних наближень, а після порівняння з вимірюваною напругою АЦП відстежує зміну напруги. Якщо напруга росте то код порозрядно збільшується до тих пір, поки напруга ЦАП не порівняється з вимірюваним, і навпаки.

АЦП побудований на мікросхемах DA2 (десятирозрядний ЦАП) і DA1 компаратор з ТТЛ виходом. Молодша частина коду зберігається в порту А мікросхеми паралельного інтерфейсу 580ВВ55 (див. схему стенду), старша частина коду зберігається в розрядах 0-1 порту С. Стан компаратора можна прочитати на введенні порту Р1.7 однокристальної ЕОМ. Про закінчення циклу перетворення також свідчить свічення світлодіода HL9. Вимірювана напруга знімається з дільника побудованого на резисторах R27, R28. Обертаючи ручку потенціометра R27 можна міняти вимірювану напругу.