Разработка информационно-измерительной системы для технологических производств. Измерительная информационная система, которая предназначена для измерений с высокой точностью температур, страница 2

-  на вывод MCLK IN  подаём внешний тактовый сигнал, который будет формировать микроконтроллер.

Микросхема аналого-цифрового преобразования AD7714, поддерживает несколько режим калибровки, из которых можно выделить режим автокалибровки и режим фоновой калибровки. При автокалибровке выполняется калибровка нуля шкалы и калибровка полной шкалы. Автокалибровку можно проводить в виде двух отдельных шагов. В режиме фоновой калибровки, обычные преобразования чередуются с калибровками. В таком режиме AD7714 выполняет непрерывные калибровки нуля шкалы, калибровка полной шкалы при этом не выполняется.

Использование такой калибровки устраняет влияние температурного дрейфа, временного дрейфа и т.д. Мы будем использовать автокалибровку, причём будем её проводить через каждые 30 циклов преобразования, под преобразованием следует  понимать обработку цифрового кода поступающего с сигма – дельта АЦП.    

3) DD1 (микроконтроллер MSP430F133). Представитель серии микроконтроллеров MSP430, характерными особенностями которых являются сверхнизкое энергопотребление и 16 –ти разрядная RISC архитектура. Низкое энергопотребление контроллера позволяет питать его от токовой петли, или от аккумуляторных батарей небольшой ёмкости, в течение длительного срока (порядка нескольких лет). Что позволяет применять такие приборы в условиях, при которых важна  длительная автономность прибора. Основные технические характеристики  MSP430F133:

-  6 портов ввода/вывода;

-  Два 16 – ти битных таймера, со схемами захвата и сравнения;

-  Высокоскоростная 6-ти канальная, 12 –ти разрядная  схема АЦП;

-  Два последовательных интерфейса.

Микроконтроллер сопрягается с сигма-дельта АЦП (AD7714), по трёх проводной схеме. При   таком подключении, по одному из выводов порта P1 (в нашем случае это вывод P1.1) осуществляется обмен данными с АЦП, по последовательному интерфейсу, встроенному в схему АЦП. Использование одного провода объясняется тем, что АЦП не может одновременно принимать данные и выдавать результат преобразования. На вывод P1.0 подаётся сигнал  (бит регистра обмена АЦП), для того, чтобы отслеживать момент обновления результата преобразования в регистре данных АЦП. Выводы P1.2 и P1.3 конфигурируется для работы на выход, причём P1.2 необходим для подачи сигнала синхронизации на вход АЦП (этот сигнал необходим при обмене данными между АЦП и микроконтроллером),  а вывод P1.3 для подачи сигнала тактирования АЦП. Питание АЦП: +3 вольта поступает с выхода стабилизатора напряжения DA3, в качестве которого применена микросхема LP2950.

Тактовая частота микроконтроллера задается кварцевым резонатором BQ1 номиналом 8 МГц, подключенным к входам X2IN и X2OUT микроконтроллера, и конденсаторами С3, С4.

Питание микроконтроллера также осуществляется стабилизатором напряжения DA3.

- вывод P1.0 настраиваем для работы на вход, чтобы отслеживать момент обновления результата преобразования в регистре данных АЦП;

- вывод P1.1 будет переключаться на вход/выход в зависимости от того, какая операция  производится, чтение данных из АЦП или запись;

- вывод P1.2 настраиваем для работы на выход, с его помощью будет осуществляться тактирование процессов обмена данными между контроллером и АЦП

- вывод P1.3 настраиваем для работы на выход, он будет формировать сигнал сброса АЦП;  

-   вывод P1.5 будем использовать для формирования ШИМ сигнала;

-  вывод P5.5 настраиваем на выполнение альтернативной функции, с этого вывода будет подаваться сигнал тактирования АЦП.  

Процедура обмена данными между микроконтроллером и АЦП:

1) Инициализация АЦП, производится записью в АЦП  16-ти разрядного слова, причём старшие восемь бит  слова записываются в регистр обмена АЦП,  тем самым, определяя, к какому следующему регистру произойдёт обращение.