8.6. Аналого-цифрове перетворення

Якщо на одній платі з МК51 розмістити аналоговий мультиплексор

(перемикач), інтегратор та компаратор, то одночасно з виконанням основної задачі, можна побудувати і використовувати (при необхідності) високоточний АЦП перетворення вхідного аналогового сигналу Uвх у цифровий код (рис.8.2). Для його побудови необхідно використовувати два біти порта Р1 (наприклад, Р1.0 та Р1.1).

При ввімнені живлення на вхід інтегратора подається еталонна напруга із знаком (+) від опорного джерела живлення Еоп. При цьому на виході інтегратора через деякий час (залежить від величини опору R та ємності С) встановлюється відємний рівень напруги, а на виході компаратора встановлюється логічний нуль (сигнал 0).

Процес перетворення складається із двох етапів. Спочатку відбувається інтегрування вхідного сигналу Uвх у суворо визначений час Т1. Відлік часу Т1 починається з моменту t₀ переходу напруги інтегратора через 0 (рис.8.2,б). Вхідний аналоговий сигнал Uвх повинен надходити для даної схеми від’ємним за знаком. Потім в момент t₁ на вхід інтегратора подається напруга опорного джерела Еоп (протилежної полярності і вимірюється час інтегрування Т2, який пропорційний вхідному сигналу Uвх. Час інтегрування Т1 (період першого інтегрування) вибирається таким, щоб при максимальному значення Uвх.мах. – інтегратор не входив у обмеження (рис.8.2,б).

Рис.8.2 а) схема АЦП та б) діаграма його роботи.

Реалізація програми на МК51:

MOV TMOD, #0001H; налаштування лічильника Т/С0

MOV TH0, #HIGH (NOT (Т1)+1); завантаження Т/С0

MOV TL0, #LOW (NOT (Т1)+1) ;

SETB Р.1.1 ; налаштування на введення

SETB Р.1.0 ; подача Еоп на вхід інтегратора

WAIT JB Р.1.1, WAIT; чекання появи на виході інтегратора

; від’ємної напруги

CLR P1.0 ; подача Uвх на вхід інтегратора

WAITT0 JNB Р.1.1, WAITT0; чекання моменту t₀

SETB TCON.4; старт лічильника Т/С0

WAITT1 JNB TCON.5, WAITT1; чекання моменту Т1

SETB Р.1.0 ; подача Еоп на вхід інтегратора, початок

; зворотнього інтегрування

WAITT2 JB Р.1.1, WAITT2; чекання моменту Т2

CLR TCON.4; скид Т/С0

CLR TCON.5; скид прапорця ТF0

MOV B, TH0 ; формування результату у регістровій парі

MOV A, TL0 ; (В) та А