 |
АЦП параллельного счета
|
|
|
|
Среди различных видов АЦП наиболее быстродействующими являются АЦП параллельного счета.
В качестве примера рассмотрим 3-разаряднвый АЦП, предназначенный для работы в диапазоне входных напряжений 0 - 1,75 В (рисунок 10.19).
Рисунок 10.19
Аналогово – цифровой преобразователь состоит из резистивного делителя (R1-R7) источника опорного напряжения Еоп, компараторов напряжений (К1-К7) и комбинационного цифрового автомата (DD1-DD11).
Подлежащее преобразованию входное напряжение Uвх подается параллельно на инвертирующие входы всех компараторов. С помощью резисторного делителя образуются семь опорных напряжений (Uоп1 - Еоп), разбивающих весь диапазон преобразуемого напряжения 1,75 на восемь поддиапазонов. Эти опорные напряжения подаются на прямые входы соответствующих компараторов.
В зависимости от соотношения между входным сигналом Uвх и опорными напряжениями на выходе регистра компараторов образуется совокупность двоичных символов (х1-х7), являющаяся унитарным кодом (таблица 10.1).
Таблица 10.1 -Таблица истинности параллельного трехразрядного АЦП
| Номер поддиапа-зона | Условия на входе компараторов | Х7 | Х6 | Х5 | Х4 | Х3 | Х2 | Х1 | Х2 | Х1 | Х0 |
| Uвх<Uоп1=0,125 В | |||||||||||
| Uоп1< Uвх< Uоп2=0,375 В | |||||||||||
| Uоп2< Uвх< Uоп3=0,625 В | |||||||||||
| Uоп3< Uвх< Uоп4=0,875 В | |||||||||||
| Uоп4< Uвх< Uоп5=1,125 В | |||||||||||
| Uоп5< Uвх< Uоп6=1,375 В | |||||||||||
| Uоп6< Uвх<Еоп=1,625 В | |||||||||||
| Еоп< Uвх |
|
|
|
Из таблицы 10.1 видно, что при самом низком напряжении на выходе всех компараторов образуются логические «1». По мере увеличения входного напряжения компараторы постепенно переключаться в состояние логических «0». Чтобы унитарный код преобразовать в натуральный двоичный, используется комбинационный цифровой автомат.
Для его синтеза таблица истинности (таблица 10.1) дополняется справа (в столбцах У2, У1, У0) натуральным двоичным кодом, показывающим номер поддиапазона, в котором находится входное напряжение.
Составим логические уравнения:
Чтобы комбинационный цифровой автомат можно было реализовать на элементах Шеффера (И-НЕ), преобразуем уровни по формуле Моргана:
Уравнение для у2 остается без изменения. Схема на рисунке 10.18 полностью соответствует этим уравнениям. Логические элементы DD1-DD5 выполняют роль инверторов сигналов х5-х1; элементы И-НЕ DD6-DD9 производят операции, обозначенные в уравнениях в круглых скобках; элементы DD10, DD11 производят заключительные операции перемножения и инвертирования.
Контрольные вопросы:
1. Какое назначение имеют микросхемы АЦП?
2. Какие типы АЦП вы знаете?
3. Объяснить назначение элементов в схеме АЦП последовательного действия.
4. Объяснить принцип преобразования в схеме АЦП последовательного действия.
5. Достоинтства и недостатки, область использования АЦП последовательного действия.
6. Какое назначение имеют имеют компараторы в схеме АЦП параллельного действия?
7. Как осуществляется преобразование аналогового сигнала в цифровой код в АЦП параллельного действия?
8. Достоинства и недостатки АЦП параллельного действия.
9. Объяснить принцип преобразования аналогового сигнала в цифровой в АЦП параллельно – последовательного действия.
10. Достоинтства и недостатки, область использования АЦП параллельного - последовательного действия.
|
|
|
Раздел 4. Основы микропроцессорной техники
Тема 11. Структура и функционирование микропроцессорной системы
Студент должен
Знать
· Структуру микропроцессорной системы;
· Функционирование микропроцессорной системы.
Микропроцессор КР580ВМ80А
Структурная схема микропроцессора КР580ВМ80А
На рисунке 11.1 приведена структурная схема БИС КР580ВМ80А. Кратко опишем ее узлы.
Рисунок 11.1
Регистры данных
Для хранения участвующих в операциях данных предусмотрено семь 8-разрядных регистров.
Регистр А, называемый аккумулятором, предназначен для обмена информацией с внешними устройствами (т.е. содержимое этого регистра может быть выдано либо на вход микропроцессора, либо со входа микропроцессора в него может быть принято от внешнего устройства число), при выполнении арифметических, логических операций и операций сдвига он служит источником операнда (числа, участвующие в операции), в него помещается результат выполненной операции.
Шесть других регистров, обозначенных В, С, D, E, H, L, образуют блок регистров общего назначения (РОН) (название связано с тем, что в этих регистрах могут храниться как данные, так и адреса). Эти регистры могут использоваться как одиночные 8-разрядные регистры. Если необходимо хранить 16-разрядные двоичные числа, регистры объединяются в пары ВС, DE, HL.
Указатель стека
Регистр SP (16-разрядный) служит для адресации особого вида памяти, называемой стеком (организация стека будет рассмотрена ниже).
Счетчик команд
Регистр PC (16-разрядный) предназначен для хранения адреса команды; после выборки из оперативной памяти текущей команды содержимое счетчика увеличивается на единицу, и таким образом формируется адрес очередной команды (при отсутствии безусловных и условных переходов).
При обращении к памяти в качестве адреса может использоваться и содержимое пары регистров блока РОН.
При выдаче адреса содержимое соответствующего регистра передается в 16-разрядный регистр адреса РА, из которого далее через буферы адреса адрес поступает на 16-разрядную шину адреса. С этой шины адрес может быть принят в оперативную память. Число кодовых комбинаций 16-разрядного адреса равно 216, каждая из этих кодовых комбинаций может определять адрес (номер) одной из ячеек оперативной памяти. Таким образом обеспечивается возможность обращения к памяти, содержащей до 216 = 26 • 210 = 64 К 8-разрядных слов (байтов).
|
|
|
|
|
|
