Разработка модуля генератора специальных функций

Преобразователь параллельного 8-разрядного двоичного кода в длительность импульса. Двоичный код подается на линии параллельного порта МК. Сигнал начала преобразования: положительный фронт дискретного сигнала. ШИМ-сигнал на выходе МК формируется сразу после появления сигнала преобразования и остается без изменений до появления следующего импульса сигнала преобразования. Для вычисления длительности импульса ШИМ сигнала используется значение двоичного входного кода на момент появления сигнала преобразования. При включении питания до прихода первого сигнала преобразования ШИМ сигнал должен на выходе МК отсутствовать (лог. 0). Диапазон значений входного двоичного сигнала: 0х00 - 0хFF. Коэффициент заполнения ШИМ-сигнала: 10% - 90%. Частота ШИМ-сигнала 10000Гц

Разработать принципиальную схему и программное обеспечение модуля генератора специальных функций: треугольный сигнал. Для генерации сигналов используется внутренний ШИМ микроконтроллера. Частота сигнала задается через последовательный интерфейс RS-232. Полоса частот входного треугольного сигнала: 10Гц - 1000Гц. Выходной сигнал - последовательность ШИМ-сигнала.

Протокол обмена данными. Пример запроса к разрабатываемому устройству: «:F<пробел>100», где ‘100’ - частота сигнала, Гц. Пример ответа: «ОК». Данные передаются в символьном виде (ASCII). Скорость обмена данными 9600 бит/с.

преобразование схема программный контроллер

Микроконтроллер (MCU) - микросхема, предназначенная для управления электронными устройствами. Типичный микроконтроллер сочетает в себе функции процессора и периферийных устройств, может содержать ОЗУ и ПЗУ. По сути, это однокристальный компьютер, способный выполнять простые задачи. Использование одной микросхемы, вместо целого набора, как в случае обычных процессоров, применяемых в персональных компьютерах, значительно снижает размеры, энергопотребление и стоимость устройств, построенных на базе микроконтроллеров.

Разрабатываемый преобразователь представляет собой цифро-аналоговый преобразователь с широтно-импульсной модуляцией. Это простейший тип ЦАП. Стабильный источник тока или напряжения периодически включается на время, пропорциональное преобразуемому цифровому коду, далее полученная импульсная последовательность фильтруется аналоговым фильтром низких частот. Такой способ часто используется для управления скоростью электромоторов, а также становится популярным в Hi-Fi аудиотехнике.

Структурная схема

Рис. 1. Структурная схема преобразователя

Рис. 2. Временные диаграммы

В основе метода формирования сигнала с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ-сигнала) используется та же идея, что и в АЦП развертывающего типа: на положительный вход устройства сравнения подается преобразуемый постоянный сигнал, на отрицательный вход - линейно изменяющийся во времени сигнал (рисунок 1). Сравнивающее устройство выдает сигнал логического нуля, если опорный линейно изменяющийся сигнал больше преобразуемого, и наоборот.

Очевидно, что время , прошедшее от момента перехода линейно изменяющегося сигнала через ноль и до срабатывания устройства сравнения будет прямо пропорционально величине преобразуемого сигнала и обратно пропорционально крутизне наклона опорного сигнала.

Широтно-импульсная модуляция (по своей сути - преобразование напряжение-время) может использоваться как промежуточный этап при переходе от аналоговых к цифровым величинам. Длительность временного промежутка легко измерить, подсчитав число импульсов напряжения стабильной опорной частоты, которое прошло за этот промежуток. Сделать это можно с помощью счетчика, на счетный вход которого поступают импульсы опорной частоты, а на вход разрешения счета - измеряемый импульс. При этом на выходе счетчика сразу получается цифровой код N, пропорциональный измеряемому напряжению.

Элементная база:

Резисторы:

Конденсаторы:

Другие стьтьи в тему

Проектирование цифровой первичной сети связи
Научно-технический прогресс во многом определяется скоростью передачи информации и объемом переданной информации. Возможность резкого увеличения объемов передаваемой информации наиболее полно реализуется в результате применения волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), которые по срав ...

Разработка приемника системы персонального радиовызова
Системы персонального радиовызова позволяют передавать вызов и необходимый минимум информации одному человеку или группе людей независимо от места их нахождения. Первоначально системы персонального радиовызова функционировали с радиусом действия, ограниченным территорией или помещения ...