Проект Eldigi.ru пережил своё новое становление. В связи с этим на сайте могут быть ошибки. Нашли ошибку? Помогите проекту, выделите её и нажмите Ctrl+Enter. Подробнее...

АЦП с интерфейсом RS232 (PIC12F675, asm)

Воспользовавшись восьмивыводным микроконтроллером PIC12F675 со встроенным АЦП, автор разработал простую приставку к компьютеру и программу, принимающую и записывающую а файл результаты ее работы. Первое применение этой системы — анализ процессов, происходящих при включении лампы накаливания в сеть. Приставка вполне может стать основой виртуальною измерительного прибора.

Аппаратную часть профессиональных виртуальных приборов подключают к компьютеру, как правило, через шины PCI или US6. Первый вариант работает быстрее, зато второй не требует вскрытия компьютера. При самостоятельной разработке прибора оба варианта неудобны. Первый требует специальных узлов согласования с шиной, во втором слишком сложны протоколы передачи информации.
Самыми простыми интерфейсами внешнего АЦП для виртуального измерительного прибора могут служить компьютерные порты СОМ и LPT. В среде DOS порты обоих видов одинаково доступны программам, однако под Windows сравнительно легко программировать работу только последовательного порта, для параллельного требуется специальный драйвер.

Исходя из необходимости передавать результаты работы АЦП в приложения Windows и сравнительной простоты гальванической развязки, выбор сделан в пользу АЦП, подключаемого к персональному компьютеру через последовательный порт СОМ и передающего информацию согласно стандарту RS-232. Недостаток — ограничение скорости передачи значением 115,2 кБод (в некоторых компьютерах до 256 кБод) — компенсирует простота реализации аппаратной и программной составляющих виртуального прибора.

Подключаемая к компьютеру приставка построена по схеме, показанной на рис. 1, на микроконтроллере PIC12F675 [3J со встроенным четырехканальным 10-разрядным АЦП. Использованы только два канала, их входы ANO (выв. 7)и AN1 (выв. 6) служат соответственно аналоговыми входами 1 и 2. Линия GP3 (выв. 4) — цифровой вход, состояние которого прибор проверяет и передает в компьютер вместе с очередными отсчетами сигналов на аналоговых входах. Так как общий провод устройства соединен с общим проводом компьютера по линии SG последовательного порта (конт. 5 розетки XS1), измерительные цепи имеют гальваническую связь с цепями компьютера.

На линии GP2 (выв. 5) микроконтроллер формирует сигнал, подаваемый на конт. 2 розетки XS1 (DB-9F) и далее на вход RXD последовательного порта компьютера. Сумма выходного сопротивления микросхемы и резистора R4 близка к волновому сопротивлению соединительного кабеля. В этом случае переходные процессы в кабеле затухают наиболее быстро. Кроме того, резистор защищает выход микросхемы от случайных замыканий.

Нужно признать, что уровни сигнала на выходе микросхемы DD1 не соответствуют требованиям стандарта RS-232. Полагается передавать лог. 1 отрицательным, а лог. О — положительным напряжением, а выходное напряжение микроконтроллера принимает значения О и +5 В. Однако в последовательных портах современных компьютеров порог переключения приемников сигналов приблизительно +1,7 В, и нулевое напряжение они воспринимают как отрицательное. При испытаниях розетка XS1 была соединена с вилкой СОМ-порта компьютера двумя соединенными последовательно стандартными "модемными" (без перекрестных связей) кабелями суммарной длиной более 3 м. Информация поступала в компьютер без сбоев.
При необходимости выходной сигнал микроконтроллера можно привести в полное соответствие с требованиями RS-232, дополнив устройство одной из специализированных микросхем МАХ232, МАХ202, HIN202, К170АП2 и некоторых др. Преобразовать однополярный сигнал в двуполярный можно и с помощью быстродействующего ОУ.

Для питания микросхемы DD1 использовано положительное напряжение в цепи DTR интерфейса (конт. 4 вилки XS1), устанавливаемое работающей в компьютере программой обслуживания АЦП. Оно понижено до необходимых 5 В с помощью параллельного стабилизатора на микросхеме DA1. Это же напряжение служит образцовым для АЦП.

При налаживании устройства проверьте напряжение на конденсаторе С2. Его значение (приблизительно 5 В) не должно зависеть от сигналов, подаваемых на цифровой и аналоговые входы. Заниженное, нестабильное или пульсирующее напряжение свидетельствует о том, что нагрузка на порт компьютера превышает его возможности. В таком случае можно уменьшить номинал резистора R3 или питать устройство от внешнего .источника напряжения 9 В, подключенного между катодом диода VD1 и общим проводом.

Замена параллельного стабилизатора последовательным, например, на микросхеме 78L05, нежелательна. Дело в том, что при случайной подаче на вход микроконтроллера напряжения более +5 В будут открыты защитные диоды внутри микроконтроллера и ток из измерительной цепи поступит в цепь питания. Если он превысит ток, потребляемый микроконтроллером, последовательный стабилизатор выйдет из режима стабилизации и напряжение на его выходе увеличится, что нежелательно и даже опасно для микроконтроллера. В подобной ситуации напряжение на выходе параллельного стабилизатора останется прежним, лишь возрастет ток, текущий от выв. 3 к выв