Дисциплина: « Микропроцессоры и микропроцессорные системы»
Практическое занятие № 13
Тема: «Вывод управляющих сигналов».
Цель: Практически исследовать вывод управляющих сигналов.
Время: 2 часа
Оборудование: ПК, ПО.
Методические материалы и литература:
Методические указания по выполнению практического занятия;
Иллюстративный материал: «программирования МК серии МС68 на языке ASM.
Методические указания по выполнению практического занятия:
Последовательность выполнения работы:
Изучить и законспектировать основные теоретические положения по теме, используя описание работы;
Выполнить практическую часть практического занятия. При этом использовать описание рабо-ты, практический блок ПК, иллюстративный материал; В практической части отработать следующие подразделы:
Рассмотреть методы вывода управляющих сигналов.
Выполнить примеры вывода управляющих сигналов и отразить в отчёте
Проанализировать результат вывода управляющих сигналов и сделать выводы.
Ответить на контрольные вопросы.
Сделать выводы.
Подготовить отчёт по установленной форме.
Представить отчёт для защиты преподавателю.
1. Основные теоретические положения
Аппаратное обеспечение вывода логических сигналов
При выводе логических сигналов из МПУ решают три основные
задачи:
обеспечивают требуемый ток в нагрузке при выдаче логического
сигнала (усиления по току);
преобразование логических сигналов из ТТЛ-уровней
напряжения в иные логические уровни;
осуществляют оптоэлектронную гальваническую развязку;
1. Для обеспечения требуемого тока в нагрузке могут использоваться
следующие устройства:
– интегральные буферные схемы (типа шинных формирователей
К580ВА86/87; К589 АП16/24 либо интегральные буферные
элементы К555 АП1/АП2) при этом ток в нагрузке
обеспечивается от 20 до 100мА;
– с использованием транзисторных эмиттерных повторителей;
– с использованием повторителей на ОУ.
2. Преобразование ТТЛ-уровней в иные логические уровни напряжения может осуществляться с использованием:
интегральных преобразователей уровней;
интегральных схем с открытым коллектором и повышенной
нагрузочной способностью;
схем на дискретных элементах (транзистор).
Существуют следующие типы интегральных преобразователей
уровней:
При выборе функциональных интегральных схем (АЦП, ЦАП, аналог. ком-мутаторов и др.) необходимо обращать внимание – какими логическими уровнями управляется данная схема и нужно или нет использовать преобразователи уровней.
Интегральные схемы с открытым коллектором и повышенной нагрузочной способностью удобно использовать для увеличения уровня напряжения логической единицы:
Некоторые интегральные схемы с ОК поддерживают напряжение EП
вплоть до 30В и током нагрузки до 50мА.
Такие ИС удобно использовать для управления индикаторами, требу-ющими повышенное напряжение (газоразрядные и некоторые светодиодные индикаторы). Кроме того ИС с ОК часто используют для управления миниатюрными герконовыми реле:
Если требуется обеспечить нестандартные логические уровни на выходе, то используют схемы на дискретных элементах
Основным элементом преобразования является транзистор, включён-ный по схеме с общей базой. Вместо транзисторов для преобразования уров-ней часто используют ОУ.
Организация подсистем ввода/вывода аналоговых сигналов МПУ
Вывод аналоговых сигналов
Основным элементом подсистем вывода аналоговых сигналов является
устройство преобразования двоичных кодов К в аналоговые величины (U, I).
В МПУ в качестве таких устройств используются:
ЦАП;
ШИМ с НЧ фильтром на выходе;
Общая структура ЦАП имеет вид:
Для устранения второго недостатка, (требуется большое количество
Резисторов с номиналами отличающимися на 2.) используют лестничные делители на резисторах типа “R-2R”.
Современные ЦАП строятся как правило на основе схем “R-2R” c внутренним или внешним суммированием токов на ОУ.
В зависимости от включения данного ОУ и источника опорного
напряжения ЦАПы могут работать в режимах:
