тегрирования выбираем 1мс, тогда параметры интегратора R1=100 кОм, С1=0,1 мкФ (ku операционного усилителя 140УД17 равен 30·103).
1.5.5.5 Источником стабильного положительного напряжения выполняется на основе прецизионного стабилитрона на 9В типа Д818Е. Для получения отрицательного опорного напряжения применяется инвертор, аналогичный инвертору в составе фазочувствительного детектора;
1.5.5.6 Регулирование положения нулевой точки осуществляется с помощью регулируемого элемента РЭ, на нем напряжение регулировки складывается из обоих опорных напряжений (положительного и отрицательного). Затем напряжение регулировки складывается с выходным напряжением моста с помощью инвертирующего сумматора.
1.5.5.7 Расчет нормирующего преобразователя
Нормирующий преобразователь служит для обеспечения необходимого входного напряжения для аналого-цифрового преобразователя. Этот преобразователь представляет собой усилитель с регулируемым коэффициентом усиления.
Выходное напряжение моста в
конечной точке диапазона определяется с помощью формулы (1.20)
Входное напряжение для АЦП в конечной точке диапазона измерения для обеспечения прямого отсчета должно быть 1,999. Поэтому номинальный коэффициент преобразования должен быть:
Для нормирующего преобразователя, изображенного на рисунке 1.10, справедливо следующее соотношение:
, (1.23)
где r-номинал потенциометра,
g=0…1-коэффициент, учитывающий положение движка потенциометра.
Рис.1.10
Для возможности регулирования коэффициента преобразования в обе стороны от номинала принимаем g=0,5, тогда
Номиналы сопротивлений выбираем r=10 кОм, R35=1 кОм.
1.5.5.8 Выбор микроконтроллера
1.5.5.8.1 Краткое описание микроконтроллера АТ90S8535-8PI
АТ90S8535-8PI - маломощный 8-разрядный микроконтроллер КМОП, построенный по гарвардской RISC-архитектуре (с раздельным доступом к памяти программ и памяти данных), содержит арифметико-логическое устройство, программируемый счетчик, 32 линии ввода-вывода, декодер инструкций, блок состояний и управления. Контроллер имеет следующие характеристики:
- 118 команд, выполняемых за один тактовый сигнал;
- 32 восьмиразрядных регистра общего назначения;
- максимальная тактовая частота 8 МГц;
- память данных 512 Байт;
- электрически перепрограммируемая память данных 512 Байт;
- память программ 8 кБайт;
- восьмиканальный десятиразрядный АЦП;
- последовательный интерфейс SPI;
- встроенный аналоговый компаратор;
- внутренние и внешние прерывания;
-
режим
сбережения энергии.
На рисунке 1.11 изображено графическое представление контроллера с выводами и их названиями, назначение выводов описано в таблице 1.3.
1.5.5.8.2 Описание встроенного АЦП
Контроллер содержит 12-тиразрядный аналого-цифровой преобразователь с последовательным приближением. АЦП соединено с аналоговым диплексором, что позволяет выбрать входом преобразователя любой порт А. Преобразователь содержит устройство захвата, которое позволяет сохранять значение измеряемого сигнала на время измерения. АЦП имеет две цепи питания – аналоговую и цифровую, при этом аналоговая цепь питания не должна отличаться от цифровой более, чем на 0,3 В. для работы АЦП необходим источник опорного напряжения (2В для диапазона входного напряжения от 0 до 2 В). преобразователь может работать в двух режимах преобразования: непрерывном и однократном, выбор между ними производит пользователь программно. Схема последовательного приближения требует входных тактирующих импульсов частотой 50-200 кГц для достижения наибольшей разрешающей способности, для получения этих импульсов из системной тактовой частоты АЦП имеет предварительный делитель частоты, коэффици-
ент деления которого устанавливается программно. В нормальном режиме преобразование длиться 13 тактовых импульсов, расширенное преобразование требует 25 тактов. Когда преобразование заканчивается, результат записывается в регистр данных. Время преобразования АЦП от 65 до260 мкс.
Преобразователь имеет следующие точностные характеристики:
- погрешность смещения нуля – 1 единиц младшего разряда (е.м.р.);
- нелинейность характеристики преобразования - 0,5 е.м.р.;
- абсолютная погрешность – 1 е.м.р. (при частоте тактирующих импульсов 200 кГц).
Название вывода |
Описание |
VCC |
Цифровое напряжение питания |
GND |
Цифровая земля |
Port A |
8-миразрядный двунаправленный порт ввода/вывода. Буферы вывода порта могут выдавать 20 мА, и могут управлять непосредственно светодиодными индикаторами. Порт А также служит аналоговым входом для АЦП. |
Port B |
8-миразрядный двунаправленный порт ввода/вывода с внутренними нагрузочными резисторами |
Port C |
8-миразрядный двунаправленный порт ввода/вывода с внутренними нагрузочными резисторами |
Таблица 1.3
Название вывода |
Описание |
Port D |
8-миразрядный двунаправленный порт ввода/вывода с внутренними нагрузочными резисторами |
Reset |
Входной сигнал сброса. Внешний сброс генерируется низким уровнем, подаваемым на вывод Reset. Импульс, длительность которого больше 50 нс, вызовет сброс, даже если выключен счетчик. Более короткие импульсы не вызовут сброс. |
XTAL1 |
Вход инвертирующего усилителя генератора и вход внутреннего счетчика, управляющего электрической схемой. |
XTAL2 |
Выходной сигнал от инвертирующего усилителя генератора |
AVCC |
Вывод напряжения питания для Порта А и Аналого-цифрового преобразователя. Если АЦП не используется, этот вывод должен быть соединен с VCC, если используется, этот вывод должен быть соединен с VCC через фильтр нижних частот. |
AREF |
Вход опорного аналогового сигнала для Аналого-цифрового преобразователя. |
AGDN |
Аналоговая земля. |
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.