Ши
Раздел 5
■nil
ИЗМЕРЕНИЯ
Н.П АКУЛОВ,
310202, г.Харьков,
пр.Л.Свободы, 31 — 365.
УЦП+
НА КМ 1816ВЕ31
Универсальный цифровой прибор
(УЦП), описание которого опубликова-
но в [I, 2], имеет некоторые недостатки,
обусловленные типом применяемого
микроконтроллера (КМ1816ВЕ35). К
этим недостаткам относятся сравнитель-
но невысокое быстродействие (400000
коротких операций в секунду), малые
емкости внутреннего ОЗУ (64 байта) н
внешнего ППЗУ (4 Кб), ограниченные
разрядность и быстродействие внутрен-
него счетчика (8 двоичных разрядов,
133 кГц), отсутствие операций умноже-
ния н деления и операций над битами.
Перечисленные недостатки устранены
в микроконтроллере (МК) КМ1816ВЕ31
[3]. МККМ1816ВЕ31 имеет быстродей-
ствие 1
млн операций в секунду, емкость
внутреннего ОЗУ увеличена до 128 байт
с возможностью расширения до 64 Кб,
емкость внешнего ППЗУ может дости-
гать 64 Кб. В составе МК имеются два
шестнадцатиразрядных счетчика с час-
тотой запуска до 1
МГц, система ко-
манд МК включает операции умноже-
ния, деления и ряд дополнительных ко-
манд условных переходов н команд об-
работки битов, система прерываний
расширена до пяти векторов прерыва-
ний.
Кроме того, МККМ1816ВЕ31 имеет
в своем составе универсальный асин-
хронный прнемо-передатчпк, предна-
значенный для приема н передачи ин-
формации, представленной последова-
тельным кодом.
Перечисленные дополнения сущест-
венным образом расширяют логичес-
кие и математические возможности МК
по решению довольно сложных интел-
лектуальных задач. Поэтому имеет
смысл создать УЦП на базе МК
КМ1816ВЕ31. Назовем его УЦП+ в от-
личие от упомянутого выше УЦП [1].
На рис.1
представлена принципиаль-
ная схема УЦП-К
В состав УЦП+ входят усилитель
входных сигналов (У), десятичные дели-
тели (ОВ1,0 0 2 , ООЗ), селектор-муль-
типлексор (0 0 4 ), микроконтроллер
КМ1816ВЕ31 (0 0 5 ), регистры (0 0 6 ,
0 0 1 0 ), ППЗУ (0 0 7 ), дешифраторы
(001 1 ,0 0 1 2 ), десятичные индикаторы
(НЬЗ, НЬ4), цифро-аналоговый преоб-
разователь ЦАП (DD16), кварцевый ге-
нератор КГ1 на 1
Гц (DD9, DD8.5),
кварцевый генератор КГ2 на 10 МГц
(DD13.1, DD13.2, DD13.3), автогенера-
тор АГ (DA1.1, DD8.6).
Усилитель служит для усиления н
нормирования измеряемых сигналов.
Десятичные делители на входах муль-
типлексора предназначены для созда-
ния сетки частот. Селектор-мультип-
лексор позволяет коммутировать сиг-
налы от нескольких источников цифро-
вой информации на одни выход с помо-
щью управляющих сигналов на входах
АО н А1, формируемых программным
способом. При этом номера частот (но-
мера поддиапазонов) индицируются с
помощью светодиодов (HL1, HL2).
Сетка частот, создаваемая десятичны-
ми делителями, позволяет измерять в
широком диапазоне величины емкостей
конденсаторов н сопротивлений резис-
торов, а также частоты электрических
колебаний (от сотых н тысячных долей
Гц до 100 МГц н выше). В последнем
случае необходимо иметь высокочас-
тотные усилитель (У) н первый дели-
тель частоты DD1. Такой делитель
может быть реализован на микросхеме
100ИЕ137.
Кварцевые генераторы КГ1 н КГ2
обеспечивают генерирование сигналов
эталонной частоты, необходимых для
процесса точного измерения емкостей,
сопротивлений, периодов и частот
электрических колебаний.
Автогенератор АГ, собранный на
операционном усилителе (ОУ), форми-
рует прямоугольные сигналы, периоды
повторения которых пропорциональны
величинам Rx и Сх, входящих в состав
времязадающей цепи и подлежащих из-
мерению. В целях повышения стабиль-
ности генерируемых частот на выходе
АГ поставлен диодный мост, в диаго-
наль которого включен стабилитрон
СТ. Для согласования частот АГ и внут-
реннего счетчика CPU на выходе АГ
включены последовательно два тригге-
ра (DD14.1, DD14.2). Первый триггер
(DD14.1) формирует импульсы, дли-
тельность которых равна периоду коле-
баний, подлежащему измерению. Вто-
рой триггер (DD14.2) нужен только в
том случае, когда частота кварца CPU
равна 6 МГц. При этом единицы отсче-
тов на индикаторах (HL3, HL4) соот-
ветствуют единицам измеряемых вели-
чин.
Клавишный переключатель (КП),
подсоединенный к порту Р1, служит для
набора кодов перехода от одной про-
граммы к другой (четырехразрядный
КП позволяет осуществить переходы к
шестнадцати программам).
МК КМ 1816ВЕЗ1
(DD5) является ос-
новным прибором, осуществляющим
выполнение различных логических и
математических задач.
Частота тактовых импульсов CPU
определяется частотой кварца ZQ2, ко-
торая не должна превышать 12 МГц.
При неустойчивой работе ППЗУ, в ко-
тором хранятся программы решаемых
задач, частоту кварца ZQ2 приходится
снижать до 10 МГц н менее. При часто-
те кварца ZQ2 равной 12 МГц необхо-
димо брать наиболее быстродействую-
щие ППЗУ с временем выборки tB<300
нс (например К573РФ6).
Регистры RG1 (DD6) и RG2 (DD10)
служат для приема н временного хране-
ния адресов команд н полученных ре-
зультатов. Три старших разряда адреса
команды (А8, А9, А10) поступают на
входы ППЗУ (DD7) непосредственно с
выходов порта Р2 (Р2.0, Р2.1, Р2.2). Ад-
реса команд выдаются по управляюще-
му сигналу ALE, а результаты — по уп-
равляющему сигналу WR через инвер-
тор (DD15.1).
ППЗУ (DD7) предназначено для хра-
нения команд рабочих программ. Счи-
тывание данных из ППЗУ производит-
ся по управляющему сигналу PSEN.
Дешифраторы DC1 и DC2 (DD11,
DD1 2) формируют семнсегментные
коды, которые поступают на входы де-
сятичных индикаторов (НЬЗ, HL4).
К выходам регистра RG2 (DD10)
кроме дешифраторов подключены ад-
ресные входы ЦАП (DD16). Старшие
адреса ЦАП (А8, А9) поступают через
триггеры DD 17.1 н DD17.2 непосред-
ственно с выходов порта Р2 (Р2.6, Р2.7).
Выходной сигнал ЦАП (1, 2) через ОУ
(DA1.2) н компаратор (DA2.1) подается
на вход ТО CPU. Второй вход компара-
тора (точка А) подключен к соответст-
вующим резисторным делителям при
измерении напряжений или к шунтам
при измерении токов (резисторные де-
лители н шунты на рнс.1 не показаны).
Диод VD6 совместно с резистором
Rl 1
ограничивают отрицательные
перепады напряжения на выходе компа-
ратора.
К порту Р1 (выход Р1.2) подключен
звуковой генератор ЗГ с динамиком на
выходе (BF1), который включается по
программе, если это необходимо. ЗГ
имеет частоту 400 Гц н собран на мик-
росхеме К555ЛАЗ.
Сброс CPU происходит при нажатии
клавиши S3, в результате чего на выходе
инвертора (DD15.2) появляется положи-
25 in
.
sis
Радиолюбитель 10/95
предыдущая страница 24 Радиолюбитель 1995-10 читать онлайн следующая страница 26 Радиолюбитель 1995-10 читать онлайн Домой Выключить/включить текст