 |
Генераторы пилообразного напряжения на операционных усилителях
|
|
|
|
Интегрирующее включение операционного усилителя, обеспечивающего получение выходного напряжения, пропорционального интегралу от входного напряжения, предполагает включение конденсатора в цепь отрицательной обратной связи. Поэтому генераторы пилообразного напряжения на операционных усилителях строят по принципу генераторов с обратной связью, интегрирующих постоянное напряжения источника питания, которое для них является входным.
На рисунке 1.3,а показана схема генератора пилообразного напряжения с интегрирующей RC-цепочкой, включенной в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя.
Рисунок 1.3
ОБОСНОВАНИЕ ВЫБРАННОГО ВАРИАНТА СХЕМНОГО РЕШЕНИЯ
Схема разрабатываемого генератора приведена в приложении 2. В схеме применяется однокристальный микроконтроллер фирмы ATMEL – At90S85515. Микросхема создана на основе ядра Classic, имеет в своём составе 8-разрядный и 16-разрядный таймеры для формирования временных задержек и 4 порта для ввода и вывода информации с внешних устройств. Этот МК вполне подходит для создания генератора линейно-нарастающего напряжения. Цифровое значение амплитуды подаётся на ЦАП DD1 с порта A МК, а ЦАП преобразовывает его в аналоговую форму. Регулирование амплитуды производится переменным резистором R1, подключенным ко входу управления ЦАП. Для согласования сопротивления нагрузки с выходом устройства, применяется усилитель тока на ОУ DA1.
Для питания устройства от сети 220В используется блок питания на трансформаторе Т1, выпрямителях VD1-VD2 и стабилизаторах DA2-DA4. Он обеспечивает питание для ЦАП, МК и ОУ.
К порту D МК подключена клавиатура из 8 клавиш для установки частоты, а к порту B – светодиоды для её индикации.
|
|
|
РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА И ПРОГРАММЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ УСТРОЙСТВА
Алгоритм программы довольно прост и состоит из основной программы и п/п обработки прерывания таймера Т1 (см. приложение 3).
В блоке инициализации МК производится инициализация стека, переменных, настройка портов и таймера, разрешение прерываний и запуск Т1 с коэффициентом деления 1. Далее происходит опрос 8 кнопок, и если одна из них нажата, изменяется время задержки таймера Т1, и включается светодиод соответствующего режима.
Прерывание от таймера обрабатывается соответствующей подпрограммой. Она увеличивает значение переменной Ampl на 1 и выводит его на ЦАП. После превышения значения $FF, переменная автоматически обнуляется.
Далее приводится текст программы на Ассемблере и файл проекта VMLAB.
Текст программы
;******************************************************
;ASM template file for AVR
;******************************************************
.include "C:\VMLAB\include\m8515def.inc"
.def temp =r16
.def timel =r17
.def timeh =r18
.def Const00 =r19
.def ConstFF =r20
.def led =r21
.def Ampl =r23
reset:
rjmp start
reti; Addr $01
reti; Addr $02
reti; Addr $03
rjmp Timer; Addr $04
reti; Addr $05
reti; Addr $06
reti; Addr $07
reti; Addr $08
reti; Addr $09
reti; Addr $0A
reti; Addr $0B
reti; Addr $0C
reti; Addr $0D
reti; Addr $0E
reti; Addr $0F
reti; Addr $10
start:
ldi temp,high(RAMEND)
out SPH, temp
ldi temp, low(RAMEND)
out SPL, temp
ldi Const00,$00
ldi ConstFF,$FF
ldi Ampl,0
out DDRA, ConstFF;ЦАП
out DDRB, ConstFF;led
out DDRD, Const00;sb1-sb8
out PORTD, ConstFF
out PORTA, Const00
ldi led, 0b11111110
out PORTB,led
ldi temp, 0b00100000
out MCUCR, temp
ldi temp,0b01000010
out TIMSK,temp
ldi timeh,$07
ldi timel,$A1
out OCR1AH, timeh
out OCR1AL, timel
out TCCR1A,Const00
ldi temp, 0b00001001
out TCCR1B,temp;настройка таймера
sei
m0:
sbis PIND,0
rjmp m1
sbis PIND,1
rjmp m2
sbis PIND,2
rjmp m3
sbis PIND,3
rjmp m4
sbis PIND,4
rjmp m5
sbis PIND,5
rjmp m6
sbis PIND,6
rjmp m7
sbis PIND,7
rjmp m8; опрос кнопок
rjmp m0
m1: ldi led, 0b11111110
ldi timeh,$07
ldi timel,$A1
out OCR1AH, timeh
out OCR1AL, timel
out PORTB,led
rjmp m0
m2: ldi led, 0b11111101
ldi timeh,$06
ldi timel,$1A
out OCR1AH, timeh
out OCR1AL, timel
out PORTB,led
rjmp m0
m3: ldi led, 0b11111011
ldi timeh,$05
|
|
|
ldi timel,$16
out OCR1AH, timeh
out OCR1AL, timel
out PORTB,led
rjmp m0
m4: ldi led, 0b11110111
ldi timeh,$04
ldi timel,$5C
out OCR1AH, timeh
out OCR1AL, timel
out PORTB,led
rjmp m0
m5: ldi led, 0b11101111
ldi timeh,$03
ldi timel,$D0
out OCR1AH, timeh
out OCR1AL, timel
out PORTB,led
rjmp m0
m6: ldi led, 0b11011111
ldi timeh,$03
ldi timel,$64
out OCR1AH, timeh
out OCR1AL, timel
out PORTB,led
rjmp m0
m7: ldi led, 0b10111111
ldi timeh,$03
ldi timel,$0D
out OCR1AH, timeh
out OCR1AL, timel
out PORTB,led
rjmp m0
m8: ldi led, 0b01111111
ldi timeh,$02
ldi timel,$C6
out OCR1AH, timeh
out OCR1AL, timel
out PORTB,led
rjmp m0
Timer:inc Ampl
out PORTA,Ampl
reti; прерывание от Т1
Файл проекта VMLAB
; ************************************************************
; PROJECT:
; AUTHOR:
; ************************************************************
; Micro + software running
; ------------------------------------------------------------
.MICRO "AT90S8515"
.PROGRAM "my_idea.asm"
.TARGET "my_idea.hex"
.TRACE; Activate micro trace
; Following lines are optional; if not included
; exactly these values are taken by default
; ------------------------------------------------------------
.POWER VDD=5 VSS=0; Power nodes
.CLOCK 4meg; Micro clock
.STORE 1000m; Trace (micro+signals) storage time
; Micro nodes: RESET, PA0-PA7, PB0-PB7, PC0-PC7, PD0-PD7, PE0-PE2, ACO, TIM1OVF
; Define here the hardware around the micro
; ------------------------------------------------------------
X1 D2A8 PA7 PA6 PA5 PA4 PA3 PA2 PA1 PA0 out
D1 VDD node1; x: Panel LEDs 1 - 8
R1 node1 PB0 1k
D2 VDD node2; x: Panel LEDs 1 - 8
R2 node2 PB1 1k
D3 VDD node3; x: Panel LEDs 1 - 8
R3 node3 PB2 1k
D4 VDD node4; x: Panel LEDs 1 - 8
R4 node4 PB3 1k
D5 VDD node5; x: Panel LEDs 1 - 8
R5 node5 PB4 1k
D6 VDD node6; x: Panel LEDs 1 - 8
R6 node6 PB5 1k
D7 VDD node7; x: Panel LEDs 1 - 8
R7 node7 PB6 1k
D8 VDD node8; x: Panel LEDs 1 - 8
R8 node8 PB7 1k
K1 GND PD0
K2 GND PD1
K3 GND PD2
K4 GND PD3
K5 GND PD4
K6 GND PD5
K7 GND PD6
K8 GND PD7
.PLOT V(out)
|
|
|
12 |
