1,269 matches
-
că ne referim la sisteme electrohidraulice produse în serie foarte mica sau unicate, iar prețul microcontrolerului (1..25 Euroă este nesemnificativ față de prețul ansamblului. Microcontrolerele cu dotare similară au prețuri foarte apropiate (o componentă cu 8KB memorie de program Flash, convertoare AD și PWM, 2 timere și UART costa circa 10 Euro la începutul anilor 2000Ă cu un ușor avantaj pentru familia 8051 datorită existenței mai multor producători (Intel, Philips, Infineon, Atmelă. • Performanța - Acest indicator vizează atât viteza de execuție a
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
funcțiune necesită însă resurse suplimentare ale microcontrolerului, și anume un modul din TimerA. Demn de menționat este faptul că, în funcție de dispozitiv, anumiți pini multiplexează funcțiunile de intrare-ieșire cu alte funcțiuni speciale, de genul intrări/ieșiri de modul timer, intrări de convertor analog-digital, intrări-ieșiri ale modulului de comunicație serială sau chiar interfața de programare și depanare JTAG. Alegerea uneia dintre funcțiuni se face prin setarea corespunzătoare a unor regiștri de configurare. Multiplexarea este cu atât mai complexă cu cât numărul de pini
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
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. 4.4. Convertoare AD și DA Convertorul analog-digital este un dispozitiv electronic care citește o tensiune de la intrare și generează la ieșire un semnal numeric dependent de raportul dintre tensiunea de la intrare și o tensiune de referință. Semnalul numeric de ieșire este reprezentat
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
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. 4.4. Convertoare AD și DA Convertorul analog-digital este un dispozitiv electronic care citește o tensiune de la intrare și generează la ieșire un semnal numeric dependent de raportul dintre tensiunea de la intrare și o tensiune de referință. Semnalul numeric de ieșire este reprezentat pe un număr fix
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
la ieșire un semnal numeric dependent de raportul dintre tensiunea de la intrare și o tensiune de referință. Semnalul numeric de ieșire este reprezentat pe un număr fix de biți, acesta putând fi, uzual, între 8 și 24 de biți. Precizia convertorului crește cu numărul de biți, dar și susceptibilitatea la zgomot, după cum se poate observa în tabelul alăturat. Nr. de biți Nr.maxim reprezentabil LSB (capăt scală 1VĂ Rezoluția (%Ă Rezoluția (ppmă Rezoluția (dbă 8 256 3.91 mV 0.391
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
81 µV 0.000381 3.81 108.37 20 1048576 954 nV 9.54E-05 0.954 120.41 22 4194304 238 nV 2.38E 05 0.238 132.45 24 16777216 59.5 nV 5.95E-06 0.0595 144.49 Convertoarele cu mai mult de 12 biți necesitând o proiectare atentă a circuitelor electronice conexe și a structurii de interconectare (cablaj imprimat, carcasă, cabluriă , proiectare care să cuprindă tehnici de reducere a zgomotului similare celor prezentate în capitolul 7 al prezentei
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
care să cuprindă tehnici de reducere a zgomotului similare celor prezentate în capitolul 7 al prezentei lucrări. Conversia durează un anumit timp, în care tensiunea de la intrare nu are voie să varieze, motiv pentru care, de multe ori, la intrarea convertorului AD se conectează un circuit de eșantionare și memorare (Sample and Holdă care să mențină tensiunea constantă pe durata conversiei. În figura 4.21 se prezintă principiul de funcționare al unui convertor analog-digital, ales în mod simplificat pe 3 biți
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
motiv pentru care, de multe ori, la intrarea convertorului AD se conectează un circuit de eșantionare și memorare (Sample and Holdă care să mențină tensiunea constantă pe durata conversiei. În figura 4.21 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
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
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 etajelor finale care controlează sarcina. Întrucât în multe aplicații o ieșire PWM urmată
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
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 etajelor finale care controlează sarcina. Întrucât în multe aplicații o ieșire PWM urmată de un filtru trece jos constituie un convertor digital
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
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 etajelor finale care controlează sarcina. Întrucât în multe aplicații o ieșire PWM urmată de un filtru trece jos constituie un convertor digital analogic suficient de bun (structură
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
real Convertorul digital-analogic realizează operația inversă convertorului AD și se plasează spre ieșirea lanțului de procesare digitală a semnalului, înaintea etajelor finale care controlează sarcina. Întrucât în multe aplicații o ieșire PWM urmată de un filtru trece jos constituie un convertor digital analogic suficient de bun (structură similară celei prezentate în figura alăturatăă, convertoarele DA se întâlnesc mai rar integrate în microcontrolerele uzuale decât convertoarele AD. Un posibil dezavantaj al acestei soluții este viteza mai scăzută de conversie. Figura 4.22
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
lanțului de procesare digitală a semnalului, înaintea etajelor finale care controlează sarcina. Întrucât în multe aplicații o ieșire PWM urmată de un filtru trece jos constituie un convertor digital analogic suficient de bun (structură similară celei prezentate în figura alăturatăă, convertoarele DA se întâlnesc mai rar integrate în microcontrolerele uzuale decât convertoarele AD. Un posibil dezavantaj al acestei soluții este viteza mai scăzută de conversie. Figura 4.22 Implementarea unui convertor DA cu o ieșire PWM a microcontrolerului MSP430, un filtru
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
sarcina. Întrucât în multe aplicații o ieșire PWM urmată de un filtru trece jos constituie un convertor digital analogic suficient de bun (structură similară celei prezentate în figura alăturatăă, convertoarele DA se întâlnesc mai rar integrate în microcontrolerele uzuale decât convertoarele AD. Un posibil dezavantaj al acestei soluții este viteza mai scăzută de conversie. Figura 4.22 Implementarea unui convertor DA cu o ieșire PWM a microcontrolerului MSP430, un filtru RC trece jos și un buffer inversor Cea mai simplă și
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
suficient de bun (structură similară celei prezentate în figura alăturatăă, convertoarele DA se întâlnesc mai rar integrate în microcontrolerele uzuale decât convertoarele AD. Un posibil dezavantaj al acestei soluții este viteza mai scăzută de conversie. Figura 4.22 Implementarea unui convertor DA cu o ieșire PWM a microcontrolerului MSP430, un filtru RC trece jos și un buffer inversor Cea mai simplă și intuitivă implementare a unui convertor DA cu componente externe este cea prezentată în figura 4.23. Se folosesc N
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
al acestei soluții este viteza mai scăzută de conversie. Figura 4.22 Implementarea unui convertor DA cu o ieșire PWM a microcontrolerului MSP430, un filtru RC trece jos și un buffer inversor Cea mai simplă și intuitivă implementare a unui convertor DA cu componente externe este cea prezentată în figura 4.23. Se folosesc N rezistoare 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
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
4.23. Se folosesc N rezistoare 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
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
de la intrare o valoare mai mică a tensiunii la ieșire. Schema este dezavantajoasă și din punct de vedere logistic, sunt necesare N tipuri de rezistoare, ceea ce încarcă excesiv lista de materiale (Bill of Materials, BOMĂ. Figura 4.23 Implementarea unui convertor DA cu microcontroler MSP430 și rezistențe proporționale cu puterile lui 2 O altă posibilitate de implementare a convertoarelor DA este cu rețea R2R; utilizând doi pini I/O de uz general și un registru de deplasare pe 8 biți se
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
logistic, sunt necesare N tipuri de rezistoare, ceea ce încarcă excesiv lista de materiale (Bill of Materials, BOMĂ. Figura 4.23 Implementarea unui convertor DA cu microcontroler MSP430 și rezistențe proporționale cu puterile lui 2 O altă posibilitate de implementare a convertoarelor DA este cu rețea R2R; utilizând doi pini I/O de uz general și un registru de deplasare pe 8 biți se implementează cu un număr relativ redus de componente un convertor DA pe 8 biți. Un avantaj al rețelei
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
lui 2 O altă posibilitate de implementare a convertoarelor DA este cu rețea R2R; utilizând doi pini I/O de uz general și un registru de deplasare pe 8 biți se implementează cu un număr relativ redus de componente un convertor DA pe 8 biți. Un avantaj al rețelei R-2R este utilizarea a doar două tipuri de rezistor, care pot fi alese de precizie bună. Figura 4.24 Convertor DA cu rețea R-2R În cazul în care se dorește obținerea unor
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
8 biți se implementează cu un număr relativ redus de componente un convertor DA pe 8 biți. Un avantaj al rețelei R-2R este utilizarea a doar două tipuri de rezistor, care pot fi alese de precizie bună. Figura 4.24 Convertor DA cu rețea R-2R În cazul în 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
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
R-2R este utilizarea a doar două tipuri de rezistor, care pot fi alese de precizie bună. Figura 4.24 Convertor DA cu rețea R-2R În cazul în 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
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
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 Approximation Register Converteră, sigma-delta sau cu dublă pantă (dual-slopeă, în sistemele embedded uzuale folosindu-se mai ales SAR și
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
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 Approximation Register Converteră, sigma-delta sau cu dublă pantă (dual-slopeă, în sistemele embedded uzuale folosindu-se mai ales SAR și sigma-delta. Celelalte tipuri se folosesc la conversia semnalelor video sau radio (flashă sau în
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
Approximation Register Converteră, sigma-delta sau cu dublă pantă (dual-slopeă, în sistemele embedded uzuale folosindu-se mai ales SAR și sigma-delta. Celelalte tipuri se folosesc la conversia semnalelor video sau radio (flashă sau în aparatură de măsură de precizie (dual slopeă. Convertorul cu aproximații succesive combină viteza mare de conversie (uzual zeci-sute de mii de eșantionări pe secundăă cu precizia bună (8, 10, 12, 14 și chiar 16 bițiĂ și cu o structură constructivă simplă și ușor de înțeles și utilizat. În
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]