Muhandislik

Vektorli uzilish. Bu usul avvalgisidan farq qiladi, chunki uzilish signali bilan birga ushbu ADC ga kirish uchun dastur manzili ham yuboriladi. Shuning uchun, barcha tashqi qurilmalar orqali takrorlash shart emas.
To'g'ridan-to'g'ri xotiraga kirish. Bu erda uzilish ham qo'llaniladi, lekin oldingi ikki usuldan farqli o'laroq, uzilish tizimini boshqarish maxsus interfeysga o'tkaziladi, u konvertatsiya ma'lumotlarini xotiraga qayta yozadi, protsessor registrlarini chetlab o'tadi. Bu uzilishning davomiyligini bir soat sikliga qisqartirish imkonini beradi. Xotira hujayralari raqamlari interfeysning manzil registrida saqlanadi. Shu maqsadda xotiraga bevosita kirish uchun IC kontrollerlar ishlab chiqariladi.
Chiqish so'zini ADC dan raqamli qabul qiluvchiga o'tkazish usuliga qarab ketma-ket va parallel chiqish ma'lumotlar interfeysi bo'lgan konvertorlar mavjud. Seriyali interfeys parallel interfeysga qaraganda sekinroq, lekin u juda oz sonli chiziqlarga ega raqamli qabul qiluvchi bilan aloqa o'rnatishga imkon beradi va IC chiqishi sonini bir necha bor kamaytiradi. Shuning uchun parallel interfeys odatda parallel va ketma-ket parallel ADClarda, ketma-ket interfeys esa integratsiyalashganda qo'llaniladi. Ketma-ket yaqinlashuvchi ADC parallel (masalan, 1108PV2) va ketma-ket (masalan, AD7893) interfeyslardan foydalanadi. Ba'zi ketma-ket yaqinlashuvchi ADClar (masalan, AD7892) ikkala interfeys turiga ega.

Parallel chiqish ma'lumotlar interfeysi bilan ADC. Parallel ADC va dastlabki konvertorlar uchun odatiy bo'lgan eng oddiy holatlarda interfeys uchta chiqish holatiga ega bo'lgan N-bitli saqlash registri yordamida amalga oshiriladi. Bu erda N - ADC ning bit chuqurligi. Shaklda bunday ADC ning funktsional diagrammasi va interfeysning vaqt diagrammasi ko'rsatilgan.

6-rasim. ADC interfeys
"Start" signalining ko'tarilgan chetida konvertorning SHA saqlash rejimiga o'tadi va konversiya jarayoni boshlanadi. Konvertatsiya tugallangandan so'ng, "Tayyor" chiqish liniyasida ADC chiqish registrida yangi natija mavjudligini ko'rsatadigan impuls chiqariladi. "CS" (Kristal tanlash) va "RD" (O'qish) signallari qabul qiluvchiga uzatish uchun ma'lumotlar chiqishini nazorat qiladi.
Ko'p bitli (N> 8) ADCning 8 bitli mikroprotsessor yoki mikrokontroller bilan aloqasini soddalashtirish uchun ba'zi IClar (masalan, MAX167) chiqish so'zining bayt-bayt chiqishini amalga oshiradi. Agar chiqish rejimini boshqaruvchi HVEN signali past bo'lsa, u holda chiqish so'zining yuqori bitlari mos keladigan pinlarga (12-bitli ADC uchun, DO8...DO11 pinlariga) yuboriladi. Aks holda, ular past baytga mos keladigan pinlarga (12-bitli ADC uchun, DO0...DO3 pinlariga) beriladi.
Seriyali chiqish ma'lumotlar interfeysi bilan ADC. 12-bitli MAX176 yoki 14-bitli MAX121 kabi eng oddiy raqamli qism bilan jihozlangan ketma-ket yaqinlashuvchi ADClarda chiqish qiymati toʻgʻridan-toʻgʻri komparatordan yoki ketma-ket yaqinlashish registridan (SAR) ketma-ket kod sifatida oʻqilishi mumkin, boʻlimda tavsiflanganidek. 4.1. Shaklda. 7-rasmda bunday interfeysning funktsional diagrammasi (a) va uning ishlash vaqt diagrammasi (b) ko'rsatilgan.

7-rasm. Interfeysning funktsional diagrammasi (a) va uning ishlash vaqt diagrammasi(b)
Mana SPI interfeysini amalga oshiradigan diagramma. Protsessor asosiy hisoblanadi. U ADC ning "Start" kiritishiga bo'lakni qo'llash orqali konvertatsiya jarayonini boshlaydi. Soat impulslarining ketma-ketligi protsessor soatining chiqishidan ADC soatining kirishiga keladi.
Eng oddiy interfeys eng qisqa "transformatsiya - ma'lumotlarni uzatish" aylanish vaqtini ta'minlaydi. Biroq, uning ikkita muhim kamchiliklari bor. Birinchidan, konvertatsiya paytida ADC chiqish bosqichlarini almashtirish konvertorning analog qismiga vaqtinchalik shovqinni keltirib chiqaradi, bu signal-shovqin nisbatining pasayishiga olib keladi (masalan, AD7893 ADC uchun, ma'lumotlarni uzatish paytida RMS shovqini. konvertatsiya qilinganidan keyin ma'lumotlarni o'qishga qaraganda deyarli uch baravar ko'p). Ikkinchidan, agar ADC katta konversiya vaqtiga ega bo'lsa, u holda protsessor hisoblash tsiklining muhim qismi uchun undan ma'lumot olish bilan band bo'ladi. Shu sabablarga ko'ra, ketma-ket chiqish ma'lumotlariga ega bo'lgan zamonaviy ADC modellari RPP dankonvertatsiya natijasi yuklangan chiqish almashinuvi registrlari bilan jihozlangan.

8- rasim. Bunday interfeysning vaqt diagrammalari shaklda ko'rsatilgan.
"Start" signalining orqa tomonida SHA saqlash rejimiga o'tadi va konversiya boshlanadi. Bunday holda, ADC ning mos keladigan chiqishida "Band" signali o'rnatiladi. Konvertatsiya tugallangach, ma'lumotlarni uzatish boshlanadi. Protsessor ADC takt kiritishiga CLK taktli impulslar ketma-ketligini yuboradi. Agar 8Eng oddiy interfeys bilan solishtirganda "transformatsiya - ma'lumotlarni uzatish" tsiklining davomiyligini oshirish odatda ahamiyatsiz, chunki soat pulslari yuqori chastotaga ega bo'lishi mumkin. Masalan, AD7896 12 bitli ketma-ket ADC uchun minimal namuna oralig'i 10 mks. Ulardan ketma-ket ma'lumotlarni o'qish 10 MGts takt chastotasida atigi 1,6 mks oladi.
Sigma-delta ADC ning protsessorlar bilan ketma-ket interfeysi apparatda juda sodda tarzda amalga oshiriladi. Misol uchun, 24-bitli uch kanalli AD7714 ADC ni 80C51 mikrokontroller bilan bog'lash uchun, eng oddiy holatda, faqat ikkita chiziq kerak (9-rasm).

9- rasim. Sigma-delta ulanishi ADC oilaning mikrokontrolleriga MCSSI
ADC bir nechta ichki registrlar tomonidan boshqariladi. Bular: almashinuv registrlari, rejim registrlari, ikkita filtrlash registrlari, uchta nol masshtabli kalibrlash registrlari, uchta to'liq masshtabli kalibrlash registrlari va ma'lumotlar registrlari. Ushbu registrlarga ma'lumotlar ketma-ket interfeys orqali yoziladi; xuddi shu interfeys ko'rsatilgan registrlardan ma'lumotlarni o'qishga ham imkon beradi. Har qanday registrga kirish birja registriga yozish operatsiyasidan boshlanishi kerak. Quvvatni yoqish yoki qayta o'rnatishdan so'ng, ADC almashinuv registriga yozishni kutadi. Ushbu registrga yozilgan ma'lumotlar keyingi operatsiya turini (o'qish yoki yozish), shuningdek, qaysi registrga kirishni aniqlaydi. Mikrokontroller va ADC o'rtasidagi o'zaro ta'sir dasturi quyidagi operatsiyalar ketma-ketligini o'z ichiga oladi:
Vektorli uzilish rejimi oddiy uzilishdan farq qiladi, chunki uzilish signali bilan birga protsessorga to'xtatuvchi qurilmaning manzilini yuboradi, bu holda ADC manzili.To'g'ridan-to'g'ri xotiraga kirish (DMA) rejimida DMA so'rov kodi uzilish kodiga o'xshash shakllanadi, lekin uzilish rejimidan farqli o'laroq, DMA rejimida umumiy maqsadli registrlarni chetlab o'tib, qisqartirilgan tsiklda amalga oshiriladigan ADC protsessor almashinuvi amalga oshiriladi..Sanoat ADC ni parallel nym va ketma-ket interfeys bilan ishlab chiqaradi.Eng oddiy holatda, parallel chiqishga ega ADC interfeyslari, o'z ADC dan tashqari, uch holatga ega bo'lgan mandalni o'z ichiga oladi

■ 10-rasm. Parallel interfeys bilan ADC ishlashining vaqt diagrammalari

Dastlabki holatda, CS signalining past darajasi (kristalni tanlash) bo'lmasa, Pg chiqish registri ma'lumotlar avtobusiga ulangan elektron tugunlarning ishlashiga xalaqit bermasdan uchinchi holatda bo'ladi. Signalda | ADC ning "Ishga tushirish" analog kirish signali U _EXni raqamli kodga aylantiradi va konvertatsiya tugallangandan so'ng "Tayyor" signalini hosil qiladi, shundan so'ng protsessor I signalini o'rnatishi mumkin RD, qaysi ma'lumotlar tushadigan chetida. ADC dan registrga qayta yoziladi va signal bo'yicha CS registri uchinchi holatdan - I ma'lumotlarning tayyorlik holatiga o'tkaziladi, ularni I protsessoriga yoki boshqa ma'lumot qabul qiluvchiga o'tkazadi.
Ketma-ket interfeysga ega ADCda ichki ADC ning I ma'lumotlarini signallar ketma-ketligiga aylantirish uchun I moslamasi (masalan, siljish registr) o'rnatiladi,amalga, ma'lumotlar va xizmat impulslarini saqlab siz kommunikatsiya protokollari qasam (masalan, protokol, RS -232).Misol sifatida, TLC 548 kabi ketma-ket interfeysga ega DACga asoslangan ketma-ket yaqinlashuvchi ADC tuzilishini ko'rib chiqing (10-rasm).

11-rasm . TLC 548 mikrosxemasining blok diagrammasi

ADC ning normal ishlashi uchun uning kirishlariga opor- kuchlanish U * _n va U _bo'yicha oziqlanadi, ba'zan U _Bn GND quvvat manbaining salbiy - manfiy qutbiga ulanadi. Analog signal namuna saqlash qurilmasiga (SHA) beriladi, nazorat qilinadi, o'rnatilgan boshqaruv blokini (CU) torting. Mikrosxema ichki taktli impuls generatoridan (GTI) va TTL-ga mos keluvchi CLK kirishi orqali tashqi signaldan soatlanadi. Kristalni tanlash CS potentsiali tomonidan amalga oshiriladi.Qurilmani boshqarish muvofiqlashtirilgan ish SHA, DAC, PE Giustra chiqish ma'lumotlarini (RSD) va kod konvertorini (CW) ta'minlaydi, chiqish ma'lumotlari ketma-ketligini hosil qiladi D. In Kirish da past salohiyati yo'qligi CS (jip emas Siz bor chiqish kepak) D yuqori empedanslı bo'lgan davlat va bir signal CLK bloklangan.
Ushbu mikro sxemasining ishlashini tushuntiruvchi vaqt diagrammalari rasmda,ko'rsatilgan.
CS signalining past darajasi (kristalni tanlash) bo'lmasa, Pg chiqish registri ma'lumotlar avtobusiga ulangan elektron tugunlarning ishlashiga xalaqit bermasdan uchinchi holatda bo'ladi. Signalda | ADC ning "Ishga tushirish" analog kirish signali U EXni raqamli kodga aylantiradi va konvertatsiya tugallangandan so'ng "Tayyor" signalini hosil qiladi, shundan so'ng protsessor I signalini o'rnatishi mumkin RD, qaysi ma'lumotlar tushadigan chetida. ADC dan registrga qayta yoziladi va signal bo'yicha CS registri uchinchi holatdan - I ma'lumotlarning tayyorlik holatiga o'tkaziladi, ularni I protsessoriga yoki boshqa ma'lumot qabul qiluvchiga o'tkazadi.

CS signalining past darajasi qo'llanilganda, konversiya aylanishi yoqiladi va ADC ning birinchi soatida uning chiqishida oldingi konversiyaning katta (sakkizinchi) biti D 7 paydo bo'ladi.. Bundan tashqari, salbiy qirralar. CLK impulslarining ketma-ketligi sxemaning chiqishiga yana to'rtta ma'lumot bitini uzatadi, shundan so'ng UVC jarayonni namuna olishni boshlaydi va oldingi konvertatsiyaning qolgan uchta biti chiqishga uzatiladi. Sakkizinchi impulsning salbiy qirrasi CLK SHA-ni namunaviy rejimdan ushlab turish rejimiga qaytaradi, to'rtta ichki soat pulslari uchun (GTI-dan) davom ettiriladi. To'liq konvertatsiya jarayoni 36 GTI soat pulslarini oladi, bu vaqt davomida CS kiritishiga yuqori potentsial qo'llanilishi kerak.

AD 7714 tipidagi 24 bitli uch kanalli E-D-ADC ning MCS 51 oilasining 80C51 mikrokontrolleri bilan 1 ² C tipidagi ikkita interfeys liniyasidan foydalangan holda ulanish sxemasini ko'rib chiqing . Tanlangan ADC turi o'rnatilgan almashinuv registrlari, rejim registrlari, uchta nol masshtabli kalibrlash registrlari, uchta to'liq masshtabli kalibrlash registrlari, ikkita filtr registrlari va ma'lumotlar registrlari yordamida boshqariladi. Ushbu registrlarga ma'lumotlar ketma-ket interfeys orqali yoziladi. Xuddi shu interfeys ma'lumotlarni o'qish uchun ishlatiladi.
ADC arxitekturasi shunday amalga oshiriladiki, boshqaruv registrlariga har qanday kirish almashinuv registri orqali amalga oshiriladi, unga keyingi operatsiya turi
(yozish, o'qish), shuningdek registr manzili yoziladi. qo'ng'iroq tashkil etiladi.

12-rasm. ADC tipidagi AD 7714 ning MCS 51 mikrokontrolleriga ulanish sxema