Регистр - последовательное приближение
Cтраница 3
Входной мультиплексор М с конденсаторным элементом аналоговой памяти ( выборки-хранения) под воздействием команд ППЗУ может последовательно во времени фиксировать дискретизованные мгновенные значения до четырех, поступающих по входам ШО-ШЗ ( выводы 10 - 14) непрерывно изменяющихся напряжений, в частности одного. Аналого-цифровой преобразователь, функционирующий по способу поразрядного уравновешивания ( см. § 7.6) и состоящий из компаратора ЕА, регистра последовательных приближений DAR ( см. рис. 7.14) и НАЛ ( см. § 7.5), превращает их в двоичные коды, переписываемые в ОЗУ. Регистр DAR, являющийся специализированной ячейкой ОЗУ, условно называется цкфроаналоговым регистром, поскольку выполняет функции связи между аналоговой и цифровой частями микроЭВМ: является регистром последовательных приближений АЦП, входным регистром цифровых сигналов в двоичном последовательном коде по входу DO ( вывод 11) и содержит результат произведенных в АЛУ операций. [31]
Эта серия цифровых КМОП ИС представлена малыми ИС и СИС. Серии 74СОО и 4000 цифровых микросхем охватывают собой все многообразие логических элементов, буферов, триггеров, сумматоров, счетчиков, регистров сдвига, шифраторов и дешифраторов. КМОП БИС включают в себя буферы, регистры последовательного приближения, статические ЗУПВ, СП ПЗУ, многоразрядные устройства управления индикаторами, аналого-цифровые преобразователи, цифровые вольтметры и по меньшей мере один микропроцессор. [32]
Микросхемы представляют собой функционально законченный 10-разрядный аналого-цифровой преобразователь, сопрягаемый с микропроцессором. В состав ИС входят ЦАП, компаратор напряжения, регистр последовательного приближения ( РПП) источник опорного напряжения ( ИОН) генератор тактовых импульсов ( ГТИ) выходной буферный регистр с тремя состояниями, схемы управления. Выходные каскады с тремя состояниями позволяют считывать результат преобразования непосред-ственнно на шину данных микропроцессора. По уровням входных и выходных логических сигналов сопрягаются с ТТЛ схемами. В ИС выходной ток ЦАП сравнивается с током входного резистора от источника сигнала и формируется логический сигнал РПП. Стабилизация разрядных токов ЦАП осуществляется встроенным ИОН. Установка РПП в исходное состояние и запуск его в режим преобразования производятся по внешнему сигналу гашение и преобразование. По окончании преобразования АЦП вырабатывает сигнал готовность данных и информация из РПП поступает на цифровые выходы через каскады с тремя состояниями. Для применения необходимы только два источника питания и регулировочные резисторы. Изготовлены по биполярной технологии. [33]
Применение универсальных АИС является наиболее очевидным средством миниатюризации современных источников вторичного электропитания. В микроэлектронной аппаратуре многие функционально законченные узлы выполняются на нескольких ИС или БИС, потребляющих небольшую мощность, но требующих различные значения напряжения питания. Например, АЦП последовательного приближения, включающий ЦАП, регистр последовательного приближения, компаратор, устройство выборки - хранения, требует по меньшей мере три значения напряжения питания: 5 или 9 В для цифровых ИС и 15 В для аналоговых. Избежать использования нескольких автономных источников в функциональных узлах такого типа, перейдя к одному источнику питания ( например, 5 В), позволят описанные ниже стабилизированные преобразователи напряжений. [34]
Полученное число 1000 умножается в перемножителе MPL на делитель dvs, и произведение р ( от product) сравнивается в цифровом компараторе с делимым числом dvd. Если делимое оказывается больше полученного произведения, на выходе компаратора получается нуль, который после инвертора в виде единицы записывается положительным перепадом тактового импульса в младший разряд регистра сдвига RG. Кроме того, сигнал с выхода компаратора подается на корректирующий вход регистра последовательных приближений CARG, чтобы с приходом следующего тактового импульса сохранить предыдущую единицу в старшем разряде и ввести новую единицу в соседний более младший разряд. [35]
Входной мультиплексор М с конденсаторным элементом аналоговой памяти ( выборки-хранения) под воздействием команд ППЗУ может последовательно во времени фиксировать дискретизованные мгновенные значения до четырех, поступающих по входам ШО-ШЗ ( выводы 10 - 14) непрерывно изменяющихся напряжений, в частности одного. Аналого-цифровой преобразователь, функционирующий по способу поразрядного уравновешивания ( см. § 7.6) и состоящий из компаратора ЕА, регистра последовательных приближений DAR ( см. рис. 7.14) и НАЛ ( см. § 7.5), превращает их в двоичные коды, переписываемые в ОЗУ. Регистр DAR, являющийся специализированной ячейкой ОЗУ, условно называется цкфроаналоговым регистром, поскольку выполняет функции связи между аналоговой и цифровой частями микроЭВМ: является регистром последовательных приближений АЦП, входным регистром цифровых сигналов в двоичном последовательном коде по входу DO ( вывод 11) и содержит результат произведенных в АЛУ операций. [36]
 |
Структура командного слова микросхемы КМ1813ВЕ1. [37] |
Цифро-аналоговый регистр имеет длину в девять разрядов и допускает несколько способов обращений. Как ячейка памяти, ЦАР занимает 9 старших разрядов 25-разрядного слова и допускает обращение по порту А и ( или) порту В, подобно остальным 40 ячейкам памяти ОЗУ. Выход ЦАР подключен непосредственно ко входам ЦАП. Кроме того, ЦАР ( 9 разрядов) используется как регистр последовательного приближения при аналого-цифровом преобразовании под управлением поля аналоговой команды. [38]
АЦП предназначены для преобразования аналоговых сигналов в соответствующие им цифровые, т.е. для преобразования сигналов с непрерывной шкалой в сигналы, имеющие дискретную шкалу значений. К первому типу следует отнести АЦП последовательного приближения и последовательного счета. Ко второй группе - параллельные АЦП и АЦП двойного интегрирования. На рис. 22 24 дана структурная схема n - разрядного АЦП последовательного приближения. На и-разрядный регистр последовательного приближения RG поступает тактовая частота от генератора G, который запускается в момент выборки устройством выборки и сравнения УВХ измеряемого сигнала i / BX по фронту сигнала START. Выходы RG управляют схемой ЦАП. [39]
 |
АЦ-преобразователь с последовательным приближением. [40] |
Преобразователь с последовательной, аппроксимацией ( рис. 2.18) наиболее часто используется для биомедицинских исследований, что объясняется простотой устройства, а также высокой скоростью и постоянным временем преобразования, не зависящим от амплитуды аналогового входа. Принцип работы этого преобразователя состоит в том, что аналоговый входной сигнал аппроксимируется двоичным кодом с последующей проверкой каждого бита в этом коде до тех пор, пока не будет достигнуто наилучшее приближение. На каждом шаге аппроксимации текущая оценка двоичного значения аналогового входного сигнала сохраняется в специальном регистре, называемом регистром, последовательного приближения. Содержимое этого регистра преобразуется с помощью ЦА-преобразователя в аналоговый сигнал так, что компаратор может сравнить входной сигнал с достигнутым приближением. Для 4-разрядного преобразователя ( рис. 2.19) первое приближение устанавливает в 1 СЗР регистра последовательного приближения и сбрасывает в нуль все остальные разряды. Если значение на выходе ЦА-преобразователя меньше, чем входное значение, то СЗР оставляется равным 1; 1 устанавливается в следующем разряде, я подобным же образом проверяется каждый следующий разряд. [41]
Собственно аналого-цифровой преобразователь выполнен по методу последовательного приближения. Практически во всех моделях 8-разрядных МК разрядность АЦП также составляет 8 разрядов. Соответственно, формат представления результатов измерения АЦП - однобайтовый. Исключение составляют лишь модули АЦП микроконтроллеров для управления преобразователями частоты для электроприводов, разрешающая способность которых равна 10 разрядам. Два младших разряда результата получают с помощью дополнительного емкостного делителя, не связанного с регистром последовательного приближения. [42]
Страницы: 1 2 3