курсовая. Предусмотреть 5 5 1 структурная схема системы управления 6
 Скачать 1.85 Mb.
|
3.3 Анализ проблем согласования MSP430 с цифровыми периферийными устройствамиОсновными элементами цифровой периферии, с которыми приходится согласовывать управляющие микроконтроллеры систем сбора данных, являются интегральные микросхемы ТТЛ и КМОП, цифровые жидкокристаллические и светодиодные индикаторы, цифровые резисторы и прочие радиокомпоненты. Согласование с этими компонентами в общем случае может быть на логическом уровне (формирование управляющих сигналов в соответствующем формате), по току (обеспечение необходимого тока нагрузки) и по напряжению (согласование входных и выходных уровней). В зависимости от типа периферийных устройств может потребоваться один или несколько видов согласования. В ряде случаев для обеспечения требуемого уровня выходного тока требуются буферные усилители тока. Интерфейсный модуль должен обеспечивать двунаправленный 8 разрядный интерфейс обмена данными и управление цифровой периферией, реализованной на ТТЛ и КМОП интегральных микросхемах с различными уровнями питающих напряжений. Области допустимых уровней сигналов на входах и выходах MSP430, ТТЛ и КМОП интегральных микросхем приведены на рисунке 1.11. Вход MSP430 5,0 2,4 0,4 0 Выход ТТЛ  U5,0(10,0) 0 Выход КМОП U Вход MSP430 Uвх1мин Uвх0макс Выход MSP430 3,0 2,75 0,25 Выход MSP430  лог.0Вход КМОП 5,0(10,0) Вход ТТЛ 5,0 2,0 0,8 Рисунок 1.11Области допустимых уровней сигналов на входах и выходах MSP430 и периферийных устройств. Согласование с ТТЛ периферией в зависимости от напряжения питания, а также нагрузки или источника сигнала может быть либо по току или напряжению, либо по току и напряжению одновременно. При управлении ТТЛ периферией согласование по напряжению выполняется автоматически. Необходимость согласования по напряжению при приеме сигналов следует непосредственно из диаграммы допустимых уровней напряжения на входах и выходах ИС (рисунок 1.10). Необходимость согласования по току возникает в основном при управлении несколькими входами ТТЛ микросхем. При работе с КМОП периферийными модулями в виду крайне небольших входных токов этих микросхем согласование по току обеспечивается автомати- чески, хотя для повышения быстродействия может быть полезным использование источника сигнала с увеличенным значением выходного тока. В то же время согласование по напряжению может потребоваться даже при весьма близких уровнях напряжения питания ТТЛ и MSP430. Это видно из рисунка 1.10, где минимальный выходной уровень MSP430 в состоянии логической единицы 2,45 В меньше минимально допустимого уровня в состоянии логической единицы на входе КМОП ИС, равного 3,5 В. Из проведенного анализа следует, что в ряде случаев непосредственное управление цифровыми периферийными устройствами с помощью MSP430 невозможно, так имеется значительное несовпадение предельно допустимых уровней логических сигналов «0» и «1». Следовательно, работа с различной цифровой периферией с помощью микроконтроллера MSP430 без интерфейсных согласующих элементов невозможна. 4 ВАРИАНТЫ РЕАЛИЗАЦИИ СТРУКТУРНЫХ СХЕМ УПРАВЛЕНИЯ Как показал проведенный в аналитической части обзор, в современных системах сбора данных все чаще используются управляющие микроконтроллеры со сверхнизким энергопотреблением семейства MSP430 фирмы Texas Instruments. Эти микроконтроллеры работают при уровне питающих напряжений от 1,8 до 3,6 В, что обусловлено используемым технологическим процессом и обеспечивает ряд существенных преимуществ перед микроконтроллерами других производителей. При работе таких низковольтных МК с аналоговой и цифровой периферией, имеющей в общем случае различные уровни питающего напряжения, возникают определенные трудности по согласованию уровней входных и выходных сигналов. Решение этой проблемы возможно только при использовании специальных интерфейсных схем. |