13,371 matches
-
creșterea tensiunii VOL peste limita maximă permisă (diagramele de susă, iar la starea 1 logic are loc scăderea tensiunii VOH sub limita minimă permisă (diagramele de josă. Creșterea temperaturii înrăutățește suplimentar aceste valori, iar creșterea tensiunii de Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 90 alimentare, de la 2.2V la 3V este însoțită de o creștere a capabilității de curent. Figura 4.12 Caracteristici de ieșire ale porturilor microcontrolerului MSP430G2553([34]Ă Extinderea capabilităților de curent
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
dedicate acestui gen de aplicații. Datorită încetățenirii în vorbirea curentă a specialiștilor a termenului din limba engleză „timer” vom folosi în continuare această denumire în locul celei mai detaliate de „circuit de temporizare și numărare” sau „temporizator/numărător”. Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 91 Figura 4.13 Utilizarea unui timer în modul de capturare pentru măsurarea perioadei sau frecvenței unui semnal extern Aplicațiile tipice ale modului de capturare a unui timer vizează măsurări de frecvență
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
nivel prestabilit; această operațiune se face în conjuncție cu un comparator; citirea senzorilor tactili de tip capacitiv (figura 4.14Ă, în conjuncție cu porturile de intrare-ieșire care suportă acest mecanism; Figura 4.14 Principiul sesizării tactile capacitive Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 92 Un exemplu de modul timer performant este perifericul Timer A al microcontrolerelor din familia Texas Instruments MSP430x2xx. Modulul Timer A este un circuit temporizator/numărător pe 16 biți cu 3 regiștri de capturare
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
figura 4.14Ă, în conjuncție cu porturile de intrare-ieșire care suportă acest mecanism; Figura 4.14 Principiul sesizării tactile capacitive Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 92 Un exemplu de modul timer performant este perifericul Timer A al microcontrolerelor din familia Texas Instruments MSP430x2xx. Modulul Timer A este un circuit temporizator/numărător pe 16 biți cu 3 regiștri de capturare/comparare. Această structură permite realizarea de operațiuni multiple de capturare și comparare, generare de impulsuri modulate în
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
sau <io430.h>. Pentru o utilizare corectă a acestor parametri se recomandă consultarea capitolului Timer A3 din ghidul de utilizare a familiei MSP430x2xx și a programelor exemplu în limbaj C pentru realizarea de anumite aplicații cu acest timer. Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 93 Figura 4.15 Structura internă a timerului Timer A3 Registrul temporizator/numărător pe 16biți, TAR, este incrementat sau decrementat, în funcție de modul de operare configurat, la fiecare front crescător al semnalului de tact
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
tact și direcția de numărare în modul up/down. Pe lângă registrul principal TAR există și registrele modulelor de capturare și comparare TACCRx, care permit funcționarea flexibilă a modurilor de lucru de capturare și de comparare ale TimerA. Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 94 Modurile de lucru ale ieșirilor modulelor timerului TimerA se configurează cu ajutorul câmpului de biți OUTMODx și pot fi sumarizate în următorul tabel: OUTMODx Mod Descriere 000 Ieșire Semnalul de ieșire OUTx
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
TAR este incrementat succesiv până la valoarea maximă 0xFFFF, moment în care are loc depășirea și numărătoare reîncepe de la zero. În figura alăturată se prezintă funcționarea acestui mod, împreună cu semnalele de la ieșirea CCR1, în funcție de modul de lucru ales. Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 95 Figura 4.16 Funcționarea TAR în modul continuu și semnalele de la ieșirea TACCR 1 Modul continuu permite generarea simplă a mai multor intervale de timp independente, de lungime dependentă de valorile
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
conform figurii alăturate. În întreruperea corespunzătoare fiecărui modul TACCRx trebuie să se adauge la valoarea curentă a TACCRx o valoare corespunzătoare duratei intervalului de timp dorit, pentru a genera o altă întrerupere la scurgerea unui nou interval. Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 96 Figura 4.17 Generarea a două intervale de timp independente în modul continuu În modul de numărare up, registrul TAR este incrementat succesiv până la valoarea maximă înregistrată în TACCR 0, moment
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
figura alăturată se prezintă funcționarea acestui mod, împreună cu semnalele de la ieșirea CCR2, în funcție de modul de lucru ales. Acest mod permite generarea simplă, fără intervenția procesorului, a impulsurilor modulate în durată (PWMĂ și a semnalelor cu timp mort. Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 97 Figura 4.19 Modul de lucru up-down și semnalele posibile la ieșirea CCR2 Modul de captură al modulului TimerA se folosește pentru înregistrarea evenimentelor. Acestea pot fi numărate sau descrise prin
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
2 intrări de captură, CCIxA și CCIxB care pot fi conectate la pini externi sau la semnale interne, configurarea făcându-se prin biții CCISx. Cu ajutorul biților CMx se configurează momentul capturii - pe frontul crescător sau descrescător al Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 98 semnalului de intrare. În momentul capturii se copiază valoarea TAR în registrul TACCRx și se setează fanionul CCIFG. Se recomandă sincronizarea capturii cu următorul tact al TAR prin setarea bitului SCS
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
se prezintă principiul de funcționare al unui convertor analog-digital, ales în mod simplificat pe 3 biți, cu exemplificarea diferențelor dintre cazul ideal și cazul real, în care apar imperfecțiuni de genul coduri lipsă sau erori de reprezentare. Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 99 Figura 4.21 Convertor analog-digital pe 3 biți, cazul ideal și real Convertorul digital-analogic realizează operația inversă convertorului AD și se plasează spre ieșirea lanțului de procesare digitală a semnalului, înaintea
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
pentru a obține o rezoluție de N biți, dar aceste rezistoare au rezistențele de valori tot mai mari, puteri ale lui 2 față de valoarea cea mai mică. Acest aspect ridică probleme deosebite în ceea ce privește monotonia convertorului, din jocul Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 100 toleranțelor rezistoarelor putându-se obține la incrementarea valorii binare de la intrare o valoare mai mică a tensiunii la ieșire. Schema este dezavantajoasă și din punct de vedere logistic, sunt necesare N
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
care se dorește obținerea unor performanțe deosebite se poate alege soluția utilizării unui convertor DA extern, cu interfață serială (pentru minimizarea numărului de pini necesari ai microcontroleruluiă de tip SPI sau I2C, conectat conform figurii 4.25. Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 101 Figura 4.25 Conectarea la microcontrolerul MSP430 a unor convertoare externe AD și DA prin interfața serială I2C Există mai multe tipuri de convertoare AD: flash, cu aproximații succesive (SAR Succesive
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
14 și chiar 16 bițiĂ și cu o structură constructivă simplă și ușor de înțeles și utilizat. În figura următoare se prezintă structura și mecanismul de funcționare ale unui convertor analog-digital cu aproximații succesive pe 4 biți : Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 102 Figura 4.26 Structura și mecanismul de funcționare al unui convertor cu aproximații succesive Pentru un convertor cu aproximații succesive cu N biți valoarea numerică este determinată în N pași, principiul
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
pași, principiul fiind metoda înjumătățirii intervalului. În figura 4.27 se prezintă schema unui convertor cu dublă pantă, dual-slope în terminologia de specialitate, care asigură o rezoluție mare de conversie cu prețul unui timp de achiziție mare. Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 103 Figura 4.27 Structura unui convertor AD cu dublă pantă Sistemul funcționează în mod rațiometric, măsurând timpul descărcării condensatorului integratorului O altă variantă de realizare a convertoarelor AD este convertorul Flash
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
cel mai apropiat nivel de tensiune mai mic decât tensiunea de intrare, sunt unu logic, iar celelalte comparatoare au ieșirea în zero logic. Decodificatorul prioritar extrage astfel la ieșire numărul binar ce exprimă valoarea tensiunii de intrare. Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 104 Figura 4.28 Structura unui convertor analog digital de tip flash Cel mai complex convertor AD, atât ca structură, dar și ca mecanism de funcționare, este convertorul sigma-delta. Funcționarea sa se
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
figura 4.29 și cuprinde un modulator sigma delta, care convertește tensiunea analogică de la intrare într-un flux binar de zero și unu, un filtru digital care reface semnalul și un decimator care reduce fluxul de date. Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 105 Figura 4.29 Schema bloc a unui convertor AD de tip sigma-delta Elementul central al acestui convertor este modulatorul sigma-delta, a cărei structură este prezentată în figura următoare. Fără a intra
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
procesorului eșantioanele achiziționate. Parametrii principali ai modulului ADC10 sunt: • rată de eșantionare mai mare de 200kSps • conversie monotonă fără coduri lipsă • circuit de eșantionare și memorare cu timpi programabili • conversie inițiată prin soft sau de către modulul Timer A Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 106 • generator integrat de tensiune de referință selectabilă prin software (1.5 V sau 2.5 VĂ • referință internă sau externă de tensiune, selectate prin software • până la 8 canale de intrare • canale
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
secvență și secvență repetitiv • referința de tensiune și nucleul de conversie pot fi dezactivate separat • modulul DTC-Data transfer controller permite stocarea automată a rezultatelor conversiei Structura modulului ADC10 din microcontrolerul MSP430G2553 este prezentată în figura 4.31. Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 107 Figura 4.31 Structura internă a modulului ADC10 al microcontrolerului MSP430G2553 Nucleul ADC convertește tensiunea de la intrare într-o valoare numerică pe 10 biți și stochează această valoare în registrul ADC10MEM
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
valorile nivelelor de referință (VR+ and VR Ă sunt definite și configurate prin regiștrii de control al conversiei. Rezultatul numeric de la ieșirea convertorului analog-digital poate fi reprezentat normal sau în complement față de 2; în cazul reprezentării binare Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 108 normale, valoarea conversiei se determină cu formula: RR RIN ADC VV VV N 1023 Nucleul ADC10 se poate configura cu ajutorul a două registre de control, ADC10CTL0 și ADC10CTL1. Modulul ADC10 se
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
caracterele alfanumerice; segmentele individuale pot avea orice formă dorită inclusiv simboluri speciale - bară de progres, antenă, baterie, plic etc., conform cerințelor aplicației. Producătorii de afișoare LCD oferă servicii de realizare de dispozitive dedicate aplicației, conform cerințelor clientului. Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 109 Figura 4.32 Structura unui afișor LCD Figura 4.32 prezintă structura constructivă de bază pentru un afișor cu cristale lichide reflectiv. Cristalul lichid este plasat între două plăci de sticlă
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
perceperea unei imagini care clipește sau pulsează în mediile iluminate cu lămpi alimentate de la rețea. Pentru reducerea numărului de terminale ale unui afișor cu cristale lichide se folosește un semnal / electrod plan comun pentru toate segmentele, denumit Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 110 COM0 și dispus în partea inferioară, iar fiecare segment cu electrodul său pe placa de sticlă superioară are o conexiune separată. Pentru simplitatea comenzii electrice, același semnal dreptunghiular se aplică direct
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
de undă complexe atât pentru electrozii comuni, cât și pentru semnalele de segment. În continuare se prezintă cazul multiplexării cu doi electrozi comuni, ceea ce înseamnă că un pin (linieă de segment este conectat la două segmente, iar Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 111 selecția lor se face prin activarea electrodului comun corespunzător fiecăruia. În figura alăturată segmentul A se comandă prin liniile S0 și COM0 și este activat iar B este comandat prin aceeași
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
maxime +VLCD și - VLCD pe segmentele aprinse și nici 0 pe segmentele stinse. Cum răspunsul optic al unui segment depinde de valoarea efectivă a căderii de tensiune la bornele sale, în cazul prezentat mai sus se obține: Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 112 LCDefA VV 8 5 (14Ă și LCDefB VV 8 1 (15Ă În funcție de tensiunea de alimentare VLCD aceste valori pot corespunde sau nu unor segmente perfect aprinse sau perfect stinse. De aceea
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
sau module dedicate acestei funcțiuni integrate în microcontroler. Un exemplu de astfel de modul integrat de comandă a până la 160 de segmente LCD și multiplexare până la 4:1 este cel din microcontrolerele familiei Texas Instruments MSP430F4XX, prezentat Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 113 în figura 4.35. Figura 4.35 Modul integrat de comandă a afișoarelor LCD cu segmente Structura este tipică, cu generator de forme de undă, multiplexor analogic cu generarea tensiunilor neutre
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]