Моделювання роботи

Аналіз технічного завдання Розробка функціональної схеми Вибір додаткових елементів Розробка програмного забезпечення Байт EEPROM для збереження двійкових еквівалентів надлишкових СЗР та МЗР Моделювання роботи

48186

знаков

таблицы

изображений

Байт EEPROM для збереження двійкових еквівалентів надлишкових СЗР та МЗР

4. Моделювання роботи

Моделювання даного пристрою виконується в програмі моделювання Proteus 7 Professional. за відсутності програмних еквівалентів електронних компонентів, доцільно виконати моделювання роботи МК, яке полягає в тому, щоб забезпечити наявність на вході PC.0 рівнів сигналів, що відповідають рівням при перетворенні на і-му такті та свідчать про стан “вмикання“ чи “вимикання“ певного розряду. В даному випадку від наявності рівня логічного 0 чи логічної 1 відбувається виконання обчислення кодової комбінації двійкового еквіваленту аналогового сигналу на основі цифрових еквівалентів надлишкових ваг розрядів ЦАП. Для отримання кінцевого результату у вигляді двійкового 14-розрядного коду, що є цифровим представленням аналогової величини, що підлягала перетворенню, використовується 14 світлодіодів. Загоряння світлодіодів свідчить про наявність стану “ввімкнено“ і-го розряду. Для прикладу скористаємося рядом сигналів виду 00010000000101110110, що свідчить про вмикання 2,3,5,6,7,9,17 розрядів. Цифрове обчислення коду здійснюється за допомогою двійкових еквівалентів надлишкового коду у ЦОП, які наведено в таблиці 3.1. Для початку програма МК в ЦОП обраховує суму СЗР, а потім МЗР та зберігає їх в регістрах R17, R18 для подальшого виведення у вигляді 14-розрядного двійкового коду на вихідну шину.

Для вище вказаного випадку кодових комбінацій отримуємо, що сума СЗР буде рівна $08, для МЗР – $FB.

Представляючи у двійкових еквівалентах та враховуючи зсув МЗР на 2 біти, отримаємо: 00001000 111110.

Висновки

В роботі було розроблено МП АЦП порозрядного врівноваження із ваговою надлишковістю, що калібрується, а також програму, що керує роботою МК. Програма наочно демонструє принцип роботи пристрою, який дозволяє зручно та якісно виконувати режим основного перетворення аналог-код з програмною корекцією ваг розрядів надлишкового ЦАП, а також передбачає можливість корекції роботи АЦП шляхом перезаписування надлишкових ваг розрядів у двійкових еквівалентах в EEPROM.

Як видно в АЦП на основі НПСЧ надлишковість виявляється тільки у співвідношенні між вагами розрядів ЦАП. Проте в АЦП залишається здатність істотно коригувати вихідні похибки ЦАП. Так, при вихідних відхиленнях ваг розрядів "надлишкового" ЦАП на рівні 5-10% вдається одержати після калібрування АЦП з похибкою лінійності 0.003%.

Очевидно, що описаний спосіб коригування ваг розрядів АЦП має істотні переваги. Так, при підсумовуванні ваг розрядів ЦАП виконується принцип суперпозиції, що передбачає незалежність ваги розряду від станів інших розрядів. Також забезпечується й досить малий дрейф ваг розрядів, який за умовами експлуатації АЦП можливо досить часто калібрувати.

Слід зазначити, що описаний модифікований спосіб порозрядного врівноваження є простим у технічній реалізації. Швидкодія АЦП залежить тільки від алгоритму роботи цифрової частини АЦП. Спосіб порозрядного врівноваження для НПСЧ на основі "золотої пропорції" призводить до подовження розрядної сітки, хоча виграш по швидкодії з урахуванням подовження розрядної сітки становить 5,3 рази.

Таким чином, розробка аналогових пристроїв АЦП на основі НПСЧ дозволяє вирішити ряд актуальних завдань, рішення яких потрібно для розвитку цього перспективного наукового напрямку й актуально для розробки високоточних вимірювальних систем.

Перелік літературних джерел

1. Азаров О.Д., Архипчик О.А., Захарченко С.М. Високолінійні порозрядні АЦП з ваговою надлишковістю для систем реєстрації і обробляння сигналів – ВНТУ: УНІВЕРСУМ-Вінниця, 2001.

2. Азаров А. Д. Исследование принципов построения и разработка преобразователей информации на основе кодов с иррациональными основаниями: Автореф. дис. канд. техн. наук. – Харьков: ХИРЭ, 1980.

3. Избыточные системы счисления, моделирование, обработка данных и системное проектирование в технике преобразования информации: Учеб. пособие / Поджаренко В.А., Азаров А.Д., Власенко В.А., Коваленко И.И. – К.: Вища шк., 1990.-208с.

4. Азаров О.Д. Розробка теорії аналого-цифрового перетворення на основі надлишкових позиційних систем числення: Автореф. дис... д-ра техн. наук: 05.11.16 / Вінницький політехнічний ін-т. – Вінниця, 1994. – 44с.

5. Карцев А. А. Арифметика цифровых машин. – М.: Наука, 1969. – 576 с.

6. Стахов А.П. Коды золотой пропорции. – М.: Радио и связь, 1984. – 152 с.

7. Офіційна web-сторінка “Телесистеми“ [Електронний ресурс] – Режим доступу: http://www.telesys.ru , вільний. – Загл. з екрана. – Мова рос., англ.

8. Офіційна web-сторінка РефератOFF.ru [Електронний ресурс] – Режим доступу: http://manual.referatoff.ru/011104-1.html, вільний. – Загл. з екрана. – Мова рос.

9. Boyacigiller Z., Sockolov S. Increase analog system accuracy with a 14-bit monolithic ADC // EDN. – 1982. – August, №18.

10. Азаров О.Д. Основи аналого-цифрового перетворення на основі надлишкових позиційних сисем числення . Монографія. – Вінниця: УНІВЕРСУМ – Вінниця, 2004. – 260 с.

Додаток А

Алгоритм функціонування АЦП