Организация ввода-вывода аналоговых сигналов

Лекция введение в цос
Литература, организация курса. Содержание цос
Лекция Основы теории цифровых систем 1 Основы теории цифровых систем
Организация ввода-вывода аналоговых сигналов
Операционное исчисление
Лекция цифровая фильтрация цифровая фильтрация, как одно из главных направлений в цос, вызывает повышенный интерес ученых и специалистов и является эффективным средством повышения качества работы современных систем управления.
3. фильтры с конечным импульсным откликом
А Частотная характеристика идеального фнч
4. фильтры с бесконечным импульсным откликом
Пульсация в полосе пропускания Пульсация в полосе подавления
Био-фильтры Структурная схема био-фильтра
5 спектральный анализ дискретное преобразование фурье алгоритмы быстрого преобразования фурье
5. 2 Типы преобразований Фурье
Вейвлетные преобразования сигналов
10 другие виды дискретных преобразований 10. 1 Способы реализации ортогональных преобразований
Если: x
1 адаптивная фильтрация 5 Адаптивные фильтры
Лекция Вычисление автокорреляционной и взаимнокорреляционной функций и их применение
Способы реализации алгоритмов и систем цос
3 описание программного обеспечения
9. 1 Адаптивная обработка сигналов
Рис. 1 Структурная схема адаптивного фильтра
1 Инструментальные средства разработки и моделирования систем цос

скачать doc

ОРГАНИЗАЦИЯ ВВОДА-ВЫВОДА

АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ

Примеры аналоговых сигналов:

перемещения (линейные, вращательные); электрические сигналы (ток, напряжение); давление; температура; временные параметры и т.п.

Сопряжение МП систем с объектами управления обеспечивают ЦАП, АЦП.
1. ЦАП код-напряжение

Структура ЦАП типа КР572ПА1:

1) резисторная матрица типа R-2R;

2) токовые переключатели (k₀,k₁,...,k_n), выполненные по КМОП–технологии (n=10).

Напряжение питания ключей 15 В;

3) сопротивление обратной связи R_ос=R.

Схема ЦАП

Рис. 1.1

На выходе подключается операционный усилитель с отрицательной обратной связью.

Выходной ток матрицы:

,

где

Выходное напряжение усилителя:

При U_оп=10,24 В, и n=10 шаг квантования равен 0,01 В.

Схема ЦАП в режиме двухквадрантного умножения

Рис. 1.2

DA1 – K572ПА1 (ЦАП);

DA2 – K553УД2 (операционный усилитель);

R1 – сопротивление обратной связи;

R2 – регулятор масштаба;

R3 – ограничитель тока;

R4 – смещение нуля;

С1,С2 – частотная коррекция.

Преобразователь сигнала ЦАП в режим четырехквандрантного умножения

Рис. 1.4

Рис. 1.5
Структурная схема МС ЦАП типа К572ПА2

Рис. 1.6

Управление записью

При WR1=1, WR2=0

ВхRG1.

При WR1=0, WR2=1

RG1RG2.

При WR1=1, WR2=1

ВхRG1 RG2.

Схема включения ЦАП в МПСУ и К

Рис. 1.7

DD1 – регистр (адрес Addr1);

DA1 – ЦАП (адрес Addr2);

П/п вывода аналогового сигнала

OUTA:

;Вывод D0D3

MVI A, DATA1

OUT Addr1

;Вывод D4D11

;и запись в RG2

MVI A, Data2

OUT Addr2

RET

;Конец п/п

2. АЦП напряжение–код

Микросхема 10 разрядного АЦП типа К1113ПВ1, накапливающего типа.

Функциональная схема

Рис. 2.1

ЦАП – преобразователь о.с.;

ИОН – источник опорного напряжения;

СМ – схема и вход смещения нуля;

КН – компаратор напряжения;

РПП – регистр последовательного приближения;

ГТИ – генератор тактовых импульсов;

ФСГ – формирователь сигнала готовности;

R – вход сброса (1), запуск АЦП (0);

– выход сигнала готовности АЦП(

=0, если готов);

Временная диаграмма работы АЦП

Рис. 2.2

Схема включения АЦП

Рис. 2.3

DA1 – ЦАП типа К1113ПВ1;

DD1 – ППИ типа К580ВВ55.

Инициализация ППИ:

Все порты в режим 0. Направление передачи: РА – на ввод; РС0 – на ввод; С7 – на вывод.

Универсальный многофункциональный 12 разрядный преобразователь АЦП–ЦАП типа К572ПВ1 подключается к шине МП.

Алгоритм ввода аналогового

сигнала
Рис. 2.4

Входная информация п/п:

Разряд С0 – готовность АЦП;

Разряды А0А7 – код.

Инициализация ППИ проведена до обращения к п/п.

;----------------------------------------------

;П/п ввода аналогового сигнала

READ: MVI A, 80H ;D7=1

OUT 82H ;в порт С

MVI A, 0 ;D7=0

OUT 82H ;в порт С

LOOP: IN 82H ;из порта С

ANI 1H ;D0=1

JNZ LOOP ;если не 0

IN 80H ;ввод кода

RET ;конец п/п

;---------------------------------------------

Выходная информация п/п:

1. Команда запуска АЦП

(1 –сброс АЦП);

(0 – запуск АЦП).

Приемник: разряд D7 порта С.

2. Результат преобразования аналоговой величины записывается в аккумулятор

(А  код из АЦП).

3. Программа снятия АФЧХ объекта

Основные функции:

1. Формирование гармонического сигнала различной частоты на входе объекта.

2. Измерение выходного сигнала.

3. Определение амплитуд и сдвига фаз входного и выходного сигналов.

4. Индикация результата.

Входная информация:

Т_д – интервал временной дискретизации (предается в аккумуляторе при запуске программы),

Y – выход объекта.
Результаты решения:

X – амплитуда вх. сигнала;

Y – амплитуда вых. сигн.

N – относительный сдвиг фаз.

Схема алгоритма

Рис. 3.1
Промежуточная информация:

T_д – интервал дискретизации;

Т– время до конца интервала дискретизации;

Т – временная задержка;

N – номер интервала дискретизации;

N_max– число шагов интервала дискретизации на период сигнала;

Результаты решения:

X – амплитуда вх. сигнала;

Y – амплитуда вых. сигн.

N – отнросительный сдвиг фаз.

BEGIN: ;начало программы

STA TD ;ТдА

CALL INIT ;инициал.

L: MVI A, 0 ;

L1: STA N ;Nномер

СALL X ;AХ

OUT PORTX;addr=41H

CALL INY;ввод Y

LDA TD ;ATд

L2: STA T ;TА

СALL DISPL;индикац.

CALL TIME

LDA T ;AT

DCR A ;A=T-1

JNZ L2

LDA N ;AN

INR A ;A=N+1

CPI Nmax ;Nmax=20H

JZ L ;если равно

JMP L1 ;не равно

;Конец программы
Расчет АФЧХ:

АЧХ:

ФЧХ:

Круговая частота:

4. Многоканальные ЦАП и АЦП

Схема многоканального ЦАП

Рис. 4.1

Схема многоканального АЦП

Рис. 4.2

Учащимся

Учителям

Схема многоканального АЦП