Разработка аппаратных средств МПС. Разработка структурной схемы МПС. Разработка микропроцессорного блока, страница 6

Блок ввода/вывода обеспечивает ввод информации с цифровых и аналоговых датчиков в МПС и вывод управляющих воздействий на ОУ. Для обеспечения ввода и вывода дискетной информации используем регистр КР1554 ИР22. Микросхема имеет 8 разрядов данных. При этом разряды D0-D3 задействуем для считывания входных сигналов Х1-Х4 соответственно, а D4-D6 для вывода управляющих сигналов Y1-Y3 соответственно.

Для ввода аналоговых сигналов Х5 – X7 используется микроэлектронная система сбора данных К572ПВ4. Эта БИС способна преобразовывать до 8 аналоговых сигналов одновременно, что существенно увеличивает скорость работы. Число разрядов БИС равно 8. Микросхема совместима по входам и выходам с ТТЛ и КПОМ. Режим работы БИС задается сигналом STAT. Микросхема имеет внутренний регистр для хранения сформированного цифрового кода. Информационные выходы имеют третье состояние, что позволяет производить подключение АЦП непосредственно к шине BD МПС. Выборка преобразованных данных из ОЗУ БИС осуществляется по адресам А0, А1 (А2 не используется) при высоком уровне сигнала AADC на разрешающем входе ALE, который формируется на выводе P3.0. Считанные данные поступают на шину данных. Выборка микросхемы осуществляется подачей сигнала CADC с дешифратора устройств, также как и сигнал STAT.

Полученный блок ввода-вывода представлен на рис. 7.

Рис. 6. Схема блока ввода-вывода.

В данном случае, необходимо обеспечить погрешность преобразования не более 1%, следовательно, необходимо использовать 8 разрядов цифрового кода. В этом случае погрешность составит:

<1%

Микросхема требует подключения одного источника питания: +5В ± 5%. По входам и выходам она совместима с уровнями сигналов ТТЛ.

Время преобразования АЦП не превышает 0,9 мкс. Очевидно, нет необходимости анализа сигнала готовности данных RDY, т.к. требуемое время преобразования может быть выдержано программным путем.

Для корректной работы АЦП в режиме однополярного опорного напряжения необходимы следующие дополнительные элементы:

а) Операционный усилитель (использована ИС КД1409УД1Б):

б) Резистор R5=0.1 мОм;

в) Резисторы R8-R10=1 кОм;

г) Подстроечный резистор R7=47 Ом;

д) Резистор R6=100 кОм.

Кроме того, в цепь питания БИС включен резистор R11=300 Ом.

Для преобразования цифрового сигнала в аналоговый используется 12-разрядный ЦАП К94ПА1. Неиспользуемые информационные  входы ЦАП заведены на корпус. Для данного ЦАП требуется два источника питания +5В и +15В. По уровням логических сигналов микросхема совместима с ТТЛ. Помимо источников питания, микросхема требует подключения к источнику опорного напряжения +10,24 В. Источник опорного напряжения подключается к 38-му выводу микросхемы через рекомендованное сопротивление 1 кОм. Для обеспечения требуемой необходимой стабильности опорного напряжения (0.003%) используется схема делителя напряжения из Ucc3=15 В, которая приведена на рис. 7 и подключается в входу Uref1.

	Рис. 8. Схема делителя напряжения.

 

Для того, чтобы делитель выдавал требуемое напряжение необходимо использовать следующие элементы:

а) Операционный усилитель 140УД6А;

б) Резистор R22=510 Ом;

в) Резистор R23=73 кОм;

г) Резистор R24=120 Ом;

д) Резистор R25=91 кОм;

е) Резистор R26=11 кОм;

ж) Стабилитрон Д818Е.

Время преобразования ЦАП составляет 1.5мкс.

Данная микросхема имеет один управляющи1 вход CS для работы с внутренними регистрами. В данном случае, будем производить запись в эти регистры путем подачи нулевого уровня напряжения на этот вход сигналом CSDAC.

Для корректной работы АЦП в режиме униполярного выходного тока необходимы следующие дополнительные элементы:

а) Операционный усилитель (использована ИС К140УД8):

б) Резистор R2=150 кОм;

в) Резистор R3=4 мОм;

г) Подстроечный резистор R4=100 Ом;

д) Конденсатор С4=43 пФ.

2.7. Разработка блока управления и индикации