2.1 Выбор элементной базы для реализации системы сбора аналоговых данных

аналоговый цифровой лабораторный микроконтроллер

Микроконтроллер PIC16F876A. Система команд микроконтроллеров семейства PIC состоит из относительно небольшого набора команд. Каждая команда состоит из одного 12, 14 или 16-разрядного слова, разделенного на код операции (OPCODE) - она задает тип операции одного или нескольких операндов, являющихся частью команды [8].

Рисунок 2.1 - Расположение контактов PIC16F628 в SOP корпусе

Высокопроизводительный RISC-процессор:

всего 35 простых для изучения инструкции;

все инструкции исполняются за один такт (200 нс), кроме инструкций перехода, выполняемых за два такта. Минимальная длительность такта 200 нс;

14 битовые команды;

восьмибитовые данные;

вход внешних прерываний;

восьмиуровневый аппаратный стек;

прямой, косвенный и относительный режимы адресации для данных и инструкций.

Периферия:

22 линий ввода/вывода с индивидуальным контролем направления;

Timer0: восьмиразрядный таймер/счетчик;

Timer1: 16-разрядный таймер/счетчик;

Timer2: восьмиразрядный таймер/счетчик;

два ШИМ модуля;

последовательные интерфейсы;

пять каналов 10-битного АЦП;

два аналоговых компаратора;

интегрированный программируемый источник опорного напряжения.

Рисунок 2.2 - Микроконтроллер PIC16F873A

Особенности микроконтроллера:

сброс при включении питания (POR);

таймер включения питания (PWRT) и таймер запуска генератора (OST);

сброс по снижению напряжения питания (BOR);

сторожевой таймер (WDT) с собственным встроенным RC-генератором для повышения надежности работы;

режим экономии энергии (SLEEP);

выбор источника тактового сигнала;

программирование на плате через последовательный порт (ICSPT) (с использованием двух выводов);

отладка на плате через последовательный порт (ICD) (с использованием двух выводов);

возможность самопрограммирования;

программируемая защита кода;

1000 циклов записи/стирания FLASH памяти программы;

100 000 циклов записи/стирания памяти данных ЭСППЗУ;

период хранения данных ЭСППЗУ > 40 лет.

Технология КМОП:

экономичная, высокоскоростная технология КМОП;

полностью статическая архитектура;

широкий рабочий диапазон напряжений питания от 2,0 В до 5,5 В;

промышленный и расширенный температурный диапазоны;

низкое потребление энергии.

Аналогово-цифровой преобразователь - ADC0804. АЦП нашло огромное применение в качестве промежуточного устройства для преобразования сигналов из аналогового в цифровой форме. Эти цифровые сигналы используются для дальнейшей обработки цифрового процессора. Различные датчики, такие как температуры, давления, сила и т.д.[8].

Рисунок 2.3 - Аналого-цифровой преобразователь ADC0804

ADC0804 является широко используемым восьмибитным аналого-цифровым преобразователем. Он может принимать только один аналоговый сигнал в качестве входного сигнала. Цифровые выходы изменяются от ноля до максимум 255. Размер шага можно регулировать путем установки опорного напряжения на контакте рисунок 2.3.

Оптопара - AOT101. AOT101 предназначены для электронной бесконтактной коммутации цепей однополярного тока с гальванической развязкой между входом и выходом, применяются в узлах и приборах радиоэлектронной аппаратуры и систем автоматики; содержат две электрически не связанные между собой оптоэлектронные пары, состоящие из кремниевых планарных n-р-n транзисторных приемников и излучающих светодиодов на основе арсенида галлия; монтируются в восьмивыводные корпуса типа DIР.