Устройство и назначение баллистокардиографа
3.4 Микроконтроллер
- PIC16F876 имеет 25 задействованных ножек, позволяющих выполнять различные действия с данными.
- Все команды выполняются за один цикл, кроме инструкций переходов, выполняемых за два цикла
- При тактовой частоте - 20МГц, время одного машинный цикл - 200нс.
- До 256 x 8 байт EEPROM памяти данных
- Система прерываний (до 14 источников)
- 8-уровневый аппаратный стек
- Программируемая защита памяти программ
- Режим энергосбережения SLEEP
- Выбор параметров тактового генератора
- Широкий диапазон напряжений питания от 2.0В до 5.5В
- Повышенная нагрузочная способность портов ввода/вывода (25мА)
- Малое энергопотребление (при тактовой частоте равной 4 МГц ток потребления составляет менее 0,6 мА, напряжение потребления меньше 3 В.
Включение МК в разрабатываемый прибор осуществляется по схеме, показанной на рисунке 3.4.1
При использовании внешнего тактового генератора XT, LP и HS кварцевый или керамический резонатор подключается к выводам OSC1/CLKIN, OSC2/CLKOUT микроконтроллера PIC16F876, целесообразно использовать резонаторы с параллельным резонансом. Использование резонаторов с последовательным резонансом может привести к получению тактовой частоты, не соответствующей параметрам резонатора.
Рисунок 3.4.1 - Схема включения МК в разрабатываемом приборе
Рисунок 3.4.2 - Расположение выводов
Для частоты в 20 МГц выберем емкость в 22 пФ, и кварцевый резонатор 20.000 МГц (см. рисунок 3.4.3).
В таблице 3.4.1 приведены параметры микроконтроллера.
"right">Таблица 3.4.1Параметры МК
Модуль 10-разрядного АЦП имеет 5 каналов у 28-выводных микросхем и восемь каналов у 40/44-выводных микросхем. Входной аналоговой сигнал через коммутатор каналов заряжает внутренний конденсатор АЦП CHOLD. Модуль АЦП преобразует напряжение, удерживаемое на конденсаторе CHOLD в соответствующий 10-разрядный цифровой код методом последовательного приближения.
Для управления АЦП в микроконтроллере используется 4 регистра:
· Регистр результата ADRESH (старший бит);
· Регистр результата ADRESL (младший бит);
· Регистр управления ADCON0;
· Регистр управления ADCON1.
Регистр ADCON0 используется для настройки работы модуля с АЦП, а с помощью регистра ADCON1 устанавливаются какие входы МК будут использоваться модулем АЦП и в каком режиме.
На рисунке 3.4.3 приведена структурная схема модуля АЦП
Рисунок 3.4.3 - Структурная схема модуля АЦП
Аналого-цифровое преобразование: сброс бита GO/-DONE в 0 во время преобразования приведет к его прекращению. При этом регистры результата ADRESH и ADRESL не изменяют своего содержимого. После досрочного завершения преобразования необходимо обеспечить временную задержку 2TAD. Выдержав требуемую паузу, можно начать новое преобразования установкой бита GO/-DONE в 1.
На рисунке 3.4.4 показана последовательность получения результата после установки бита GO/-DONE в 1.
Рисунок 3.4.4 - Последовательность получения результата в модуле АЦП
10-разрядный результат преобразования сохраняется в спаренном 16-разрядном регистре ADRESH и ADRESL. Запись результата преобразования может выполняться с правым и левым выравниванием, в зависимости от значения бита ADFM (см. рисунок 3.4.5). Не задействованные биты регистра ADRESH и ADRESL читаются как 0. Если модуль АЦП выключен, то 8-разряднын регистры ADRESH и ADRESL могут использоваться как регистры общего назначения.
Рисунок 3.4.5 - Выравнивание результатов аналого-цифрового преобразования
Рисунок 3.4.5 - структурная схема PIC16F876