¿Cuál es la principal diferencia entre 8031 y 8051? ¿Cuáles son sus características?
MCU 8031
Fabricante: Intel Corporation
Características:
El MCU 8031 es uno de la serie MCS-51 de MCU producido por Intel Corporation Excepto que no hay ROM en el chip, otras características son básicamente las mismas que las del microcontrolador MCS-51.
La descripción de los pines y la estructura del bus fuera del chip del microcontrolador MCS-51
Primero, la descripción de los pines del chip
El microcontrolador MCS-51 que utiliza El paquete de conexión directa de 40 pines del proceso de fabricación HMOS (modo DIP), el chip 80C51/80C31 del proceso de fabricación CHMOS adopta un paquete cuadrado además del paquete DIP. La disposición de los pines se muestra en la figura. El chip CHMOS de paquete cuadrado tiene 44 pines, pero 4 de ellos (pines 1, 12, 23 y 34 marcados NC) no se utilizan. En la siguiente discusión, todo lo anterior se aplica a los chips CHMOS a menos que se indique lo contrario.
Como se muestra en la figura, es el diagrama de símbolos lógicos del MCS-51. Entre los 40 pines del microcontrolador, 2 pines están dedicados a la fuente de alimentación principal, 2 pines se usan para osciladores de cristal externos, 4 pines se usan para control o multiplexación con otras fuentes de alimentación y 32 entradas/salidas (E/S). Pie de tubos.
A continuación se describen las funciones de estos 40 pines en cuatro partes según las funciones de los pines.
1. Los pines de la fuente de alimentación principal VCC y VSS
VCC- (40 pines) están conectados a un voltaje de +5 V
VSS- (20-; pin) está conectado a tierra.
2. Pines del oscilador de cristal externo XTAL1 y XTAL2.
Xtal1 (pin 19) está conectado a un pin del oscilador de cristal externo. Dentro de la MCU, es la entrada al amplificador inversor, formando el oscilador en el chip. Cuando se utiliza un oscilador externo, para microcontroladores HMOS, este pin debe conectarse a tierra; para microcontroladores CHMOS, este pin debe usarse como extremo del controlador.
Xtal2 (pin 18) está conectado al otro extremo del oscilador de cristal externo. Dentro del microcontrolador, está conectado a la salida del amplificador inversor del oscilador. Cuando se utiliza un oscilador externo, para microcontroladores HMOS, este pin está conectado a la señal del oscilador externo, es decir, la señal del oscilador externo está conectada directamente a la entrada del generador de reloj interno, para XHMOS, este pin debe ser; dejado flotando.
3. Control o multiplexación de pines RST/VPD, ALE/PROG, PSEN y EA/VPP con otras fuentes de alimentación.
①Cuando el oscilador RST/VPD (9 pines) está funcionando, el nivel alto en este pin durante dos ciclos de la máquina restablecerá el microcontrolador. Se recomienda conectar una resistencia desplegable de aproximadamente 8,2 k entre este pin y el pin VSS, y un condensador de aproximadamente 10 μF entre el pin VCC para garantizar un reinicio confiable.
Durante un corte de energía de VCC, este pin se puede conectar a una fuente de alimentación de respaldo para garantizar que no se pierdan datos en la RAM interna. Cuando el suministro principal de VCC cae por debajo del nivel especificado, mientras el VPD está dentro de su rango de voltaje especificado (5±0,5 V), el VPD proporciona energía de respaldo a la RAM interna.
②ALE/PROG (30 pines): al acceder a la memoria externa, la salida de ALE (habilitación de bloqueo de datos) se utiliza para bloquear el byte de orden inferior de la dirección. Incluso si no se accede a la memoria externa, la señal de pulso positivo aparecerá periódicamente en el terminal ALE a una frecuencia constante, que es 1/6 de la frecuencia del oscilador. Por lo tanto, se puede utilizar como reloj para salida externa o con fines de temporización. Sin embargo, tenga en cuenta que se omite un pulso ALE cada vez que se accede a la memoria de datos externa. El terminal ALE puede controlar (sumidero o fuente de corriente) 8 circuitos de entrada LS TTL.
Para microcontroladores EPROM (como 8751), este pin se utiliza para ingresar el pulso de programación (PROG) durante la programación EPROM.
③PSEN (29 pines): La salida de este pin es la señal estroboscópica de lectura de la memoria de programa externa. Al recuperar instrucciones (o constantes) de la memoria de programa externa, PSEN es válido dos veces por ciclo de máquina. Sin embargo, durante este tiempo, cada vez que se acceda a la memoria de datos externa, estas dos señales PSEN válidas no aparecerán.
PSEN también puede controlar (sumidero o fuente) 8 entradas TTL tipo LS.
④EA/VPP (pin): Cuando el terminal EA permanece alto, se accede a la memoria interna del programa, pero cuando el valor de PC (contador de programa) excede 0FFFH (para 851/8751/80c 51) o 1FFFH (para 8052), será automático. Cuando EA se mantiene bajo, solo se accede a la memoria de programa externa, independientemente de si hay memoria de programa interna. Para el 8031 de uso común, no hay memoria de programa interna, por lo que el pin EA debe estar conectado a tierra, de modo que solo se pueda seleccionar la memoria de programa externa.
Para microcontroladores tipo EPROM (como el 8751), este pin también se usa para aplicar la potencia de programación de 21 V (VPP) durante la programación EPROM.
4. Pines de entrada/salida (E/S) P0, P1, P2 y P3 (***32)
①Puerto P0 (pin 39 a pin 32): it Es un puerto de E/S de tres estados bidireccional de 8 bits. Cuando se conecta a una memoria externa, se multiplexa con los 8 bits inferiores del bus de direcciones y del bus de datos, y puede controlar 8 cargas TTL tipo LS mediante corriente de sumidero.
②Puerto P1 (pin 1 a pin 8): Es un puerto de E/S de 8 bits cuasi-bidireccional. Debido a que la salida de esta interfaz no tiene un estado de alta impedancia y la entrada no se puede bloquear, no es un verdadero puerto de E/S bidireccional. El puerto P1 puede controlar (sumidero o fuente de corriente) cuatro cargas LS TTL. Para 8052 y 8032, la segunda función del pin P1.0 es la entrada externa del temporizador/contador T2, y la segunda función del pin P1.1 es el flip-flop de captura y recarga T2EX, que es el terminal de control externo de T2. Al programar y verificar programas, la EPROM recibe los 8 bits inferiores de la dirección.
③Puerto P2 (pin 21 a pin 28): Es un puerto de E/S de 8 bits casi bidireccional. Al acceder a la memoria externa, la dirección superior de 8 bits se puede enviar como el bus de direcciones superior de 8 bits del circuito de expansión. Durante la programación y verificación del programa de la EPROM, recibe los 8 bits superiores de la dirección. P2 puede controlar (sumidero o fuente de corriente) cuatro cargas TTL tipo LS.
④Puerto P3 (pin 10 a pin 17): Es un puerto de E/S cuasi-bidireccional de 8 bits. En MCS-51, estos 8 pines también se utilizan para funciones especiales y son un puerto multicanal de doble función. P3 puede controlar (sumidero o fuente de corriente) cuatro cargas TTL tipo LS.
Cuando se utiliza como primera función, se utiliza como un puerto de E/S normal. La función y el método de operación son los mismos que los del puerto P1.
Cuando se utiliza como segunda función, cada pin se define como se muestra en la siguiente tabla.
Cabe destacar que cada pin del puerto P3 se puede definir de forma independiente como una entrada/salida de la primera función o de la segunda función.
La tabla P3 define la segunda función de cada línea de puerto
La segunda función del pin de la línea de puerto es
P3.0 10 RXD (cadena de puerto de entrada serie )
P3.1 11 TXD (puerto de salida serie)
P3.2 12 INT0 (interrupción externa 0)
P3.3 13 INT1 (interrupción externa 1)
P3.4 14 T0 (entrada externa del temporizador 0)
P3.5 15 T1 (entrada externa del temporizador 1)
P3.6 16 WR (pulso de escritura de memoria de datos externa)
P3.7 17 RD (pulso de lectura de memoria de datos externa)
2. Estructura del bus fuera del chip del microcontrolador MCS-51
De la descripción anterior, podemos ver que ninguno de los puertos de E/S se puede utilizar como puerto de E/S de usuario. Además de 8051/8751, los únicos puertos de E/S que los usuarios pueden utilizar por completo son el P1 y el puerto P3 que se utiliza parcialmente como primera función. Como se muestra en la figura, es el diagrama de estructura del bus fuera del chip del microcontrolador MCS-51 clasificado según las funciones de los pines.
Podemos ver en la imagen que los pines del microcontrolador, además de los puertos de alimentación, reinicio, acceso al reloj y E/S de usuario, están todos configurados para la expansión del sistema.
Estos pines constituyen la estructura de tres buses fuera del chip del microcontrolador MCS-51, a saber:
①Bus de direcciones (AB): el ancho del bus de direcciones es de 16 bits, por lo que su memoria externa se direcciona directamente. En la sección de 64k palabras, el bus de direcciones de 16 bits proporciona direcciones de 8 bits (A0 a A7) desde el puerto P0 a través del pestillo de dirección; el puerto P2 proporciona directamente direcciones de 8 bits (A8 a A15).
②Bus de datos (DB): El ancho del bus de datos es de 8 bits y lo proporciona P0.
③Bus de control (CB): Consta del segundo estado funcional del puerto P3 y cuatro líneas de control independientes: RESET, EA, ALE, PSEN.
La siguiente tabla enumera el estado de preparación de cada subserie para su referencia.
Memoria en chip tipo chip fuente de interrupción temporización/contador puerto serie consumo de energía proceso de fabricación
ROM/EPROM RAM
8051 (8751, 8031) 4K 128 5 2 modo síncrono y asíncrono, control programable de 8 bits o 10 bits de 125 HMOS.
8052 (8752, 8032) 8K 256 6 3 modos síncrono y asíncrono, control programable de 8 o 10 bits 100 HMOS.
80C51 (87C51, 80C31) 4K 128 5 2 modos síncrono y asíncrono, control programable de 8 o 10 bits 24 CHMOS.
80C52 (87C52, 80C32) 8K 256 7 3 En modos síncrono y asíncrono, control programable de 8 o 10 bits 24cmos.
8044 (8744, 8344) 4K 192 5 2 No. 200, HMOS, Universidad de Londres
CPU MCU MSC-51
La unidad central de procesamiento es el componente central del microcontrolador, determina las principales características funcionales del microcontrolador. La unidad central de procesamiento se compone principalmente de componentes aritméticos y componentes de control. A continuación, analizaremos los módulos funcionales del procesador central y las líneas de señales de control relacionadas, e involucraremos dispositivos de hardware relacionados (como circuitos osciladores y circuitos de reloj).
1. Unidad de operación: Incluye unidad lógica aritmética ALU, procesador booleano, acumulador ACC, registro B, registros TMP1 y TMP2, registro de palabra de estado del programa PSW, circuito de ajuste decimal, etc. La función de la unidad informática es implementar operaciones aritméticas y lógicas de datos, procesamiento de índices y operaciones de transmisión de datos.
La función ALU del microcontrolador MCS-51 es muy potente. No solo puede realizar operaciones básicas como AND, OR, XOR, bucle, complemento y cero lógicos en variables de 8 bits, sino que también puede realizar operaciones básicas como suma, resta, multiplicación y división. Para satisfacer las necesidades de las operaciones de multiplicación y división, se configura el registro B. Al ejecutar una instrucción de multiplicación, se utiliza para almacenar uno de los multiplicadores y los 8 bits superiores del producto; al ejecutar una instrucción de división, el divisor y el resto se almacenan en b. La ALU del microcontrolador MCS-51 también tiene ordinaria. ALU de microordenador como Z80 y MCS-48. Lo que no tiene es la función de procesamiento booleano. Las instrucciones booleanas establecidas en el sistema de instrucciones de la MCU, el espacio de direcciones de bits en la memoria y las operaciones de bits en la CPU constituyen un sistema de funciones booleanas en el chip, que puede realizar procesamiento booleano en variables de bits, como configurar, borrar, complementar, transferencia de prueba, operaciones lógicas AND y OR, etc. Al implementar operaciones de bits, el indicador de acarreo Cy en el indicador de estado del programa (PSW) se utiliza como "acumulador" para las operaciones de bits.
El acumulador ACC en la unidad aritmética es un acumulador de 8 bits (ACC también se puede abreviar como A). Desde un punto de vista funcional, no tiene nada de especial en comparación con el acumulador de un microordenador general, pero cabe señalar que el indicador de acarreo Cy de ACC es un acumulador utilizado por los procesadores booleanos para operaciones de bits.
El PSW de estado del programa del microcontrolador MCS-51 es un registro de 8 bits que contiene información del estado del programa.
2. Componente de control
La parte de control es el centro neurálgico del microcontrolador, que incluye el circuito de reloj, el circuito de reinicio, el registro de instrucciones, la decodificación y la parte de control de transmisión de información. Basado en la frecuencia del oscilador principal, envía la secuencia de la CPU, decodifica las instrucciones y luego envía varias señales de control para completar una serie de microoperaciones con control de tiempo y controlar el funcionamiento de cada parte del microcontrolador.
Algunas líneas de señal de control pueden simplificar la lógica de control periférico del sistema de aplicación, como la señal de bloqueo de datos ALE utilizada para controlar el bloqueo de datos, la señal de selección de memoria dentro y fuera del chip EA utilizada para controlar la memoria del programa fuera del chip. operación y la señal de recuperación fuera del chip PSEN.
Modelos de recambio: 80C31, 8032, 80C32.
8031 es la placa del sistema más pequeña, con paneles de doble cara de proceso completo y 64 placas de salida originales.
Lo usé relativamente temprano y todo el proceso tuvo dos paneles. El puerto P1 está controlado por 74xx244 (se puede omitir, el pad se puede emitir directamente) y el puerto P3 se puede emitir directamente. El pestillo 74xx373 impulsa la línea de dirección. 8031 está instalado en capas con 74xx244 a través del zócalo. ROM2764 está instalado en capas con 74xx373 a través del zócalo. El oscilador de cristal está instalado en la parte inferior, por lo que el área es de solo 4,8 cm * 7,2 cm. Originalmente estaba equipado con 8 pestillos 74xx373 y 8 placas de salida 64 compuestas por controladores ULN2804.
/index/products/mini 8031/mini 8031 .
Sistema de usuario 8031
Según investigaciones e investigaciones, los sistemas de aplicación de microcontroladores pueden ser aproximadamente dividido en las siguientes categorías.
1. SCB-31-5 producido por nuestra fábrica se puede utilizar para adquisición analógica, salida analógica, ajuste PID y control de programa.
2. Instrumento inteligente, control en tiempo real, coeficiente de ajuste de pantalla. Puede agregar un tablero de visualización de teclado universal producido por nuestra fábrica.
3. Los usuarios con requisitos especiales pueden diseñar y procesar paneles de control especiales para ellos.
☆SCB-31-5
1) Asignación de recursos
8031, 74LS373, 2764, 6264, 74LS139, 8155, 74LS04, MC1413, ADC0809, DAC0832
El reloj es de 6MHz. Se proporciona un panel de control mínimo que consta del hardware anterior:
La dirección 2764 EPROM 8K es 0000-1FFF 6264 La dirección ROM 8K es 4000-5FFF.
La dirección del puerto I/0 P1 es 90 8155 y la dirección del puerto de comando es 7900.
La dirección del puerto A es 7901, la dirección del puerto B es 7902 y la dirección del puerto C es 7903.
La dirección del temporizador (baja) es 7904 y la dirección del temporizador (alta) es 7905.
La dirección de la RAM de 256 bytes es 7800-78FF.
0809 La dirección AD es 6800 0832 La dirección DA es 6000.
2) Ideas de diseño de hardware:
1. Para adaptar la placa de control a las necesidades del sitio y mejorar el rendimiento antiinterferencias, el circuito de decodificación adopta el método de selección de chip.
2. Teniendo en cuenta que el usuario puede controlar directamente el circuito de relé, 8155 PA1-PA7 está equipado con MC1413, que puede controlar directamente el circuito de relé.
Conecta y maneja cargas de 50 V y menos, 500MA.
3. En el uso de la fuente de alimentación, se utiliza una única fuente de alimentación positiva de +5 V, lo que mejora la estabilidad de la fuente de alimentación y se puede utilizar en el diseño de toda la máquina.
Para ignorar los problemas causados por la caída de voltaje en los cables de alimentación, manteniendo una relativa estabilidad en el sistema.
Independencia.
4. Teniendo en cuenta que los usuarios pueden agregar fácilmente varias funciones, todos los buses de datos, buses de direcciones y buses de control están integrados.
Todas las líneas de E/S están dibujadas.
3) Cable SCB-31-5:
Superficie A (superficie del componente) y superficie B (superficie de unión de soldadura)
VCC a 1 VCC GND A2 B2 GND A3 B3 p 0.0 p 0.2 p 0.4 p 0.6 p 1.0
p 1.1 p 1.2 p 1.3 p 1.4 p 1.5 p 1.6 p 1.7 CS0 cs 1 GND+12V
PB7 PB6 PB5 PB4 PB3 PB2 Pb 1 PB0 PA7 PA6
PA5 PA4 PA3 PA2 pa 1 PA0 A4 A5 A6 A7 A8 A9 a 10 a 11
a 12 a 13 a 14 a 15 a 16 a 17 a 18 a 19 A20 a 21 A22 A23 A24 A25 A26 A27
a28 A29 A30 a 31 A32 A33 A34 A35 A36 B4 B5 B6 B7 B8 B9 b 10
b 11 b 12 b 13 b 14 b 15 b 16 b 17 b 18 b 19 B20 b 21 B22 B23 B24 B25 B26
b27 B28 B29 B30 b 31 B32 B33 B34 B35 B36
p 0.1 p 0.3 p 0.5 p 0.7 RXD p 3.0 TXD p 3.1 int 0 p 3.2 int 1 p 3.3
T0 P3.4 T1 P3.5 WR P3.6 RD P3.7 Restablecer GND -12V D/A
Temporizador de salida y entrada del temporizador.
PC5 PC4 PC3 PC2 PC1 PC0 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 ad 1 AD0
4) Definición del pin CZ1 (DC2-20) en la placa sc b-31-5 .
1 CLK(ALE) 2 CNC 3 WR 4 A0 5 D1 6 GND 7 Reset 8 CNC
9 D7 10 GND 11 D6 12 D5 13 D4 14 D3 15 D2 16 D0
17 CS 18 RD 19 Reset 20 VCC
☆Utilice la máquina de desarrollo para conectarse a la placa SCB-31-5.
1. Relación
Desconecte el 8031 de la placa SCB-31-5 y utilice un cable plano analógico de 40 hilos para conectar la placa SCB-31-5 y la serie DADOS.
Motor.
2. Leer y escribir RAM
La máquina de desarrollo de la serie DICE ingresa al estado P.... Placa SCB-31-5 6264.
La dirección es 4000-5fff y la dirección de las 256 unidades en el chip 8155 es 7800-78FF.
(1) Escribe 6264 u 8155 para mostrar el contenido.
4000 XX presiona 55 4000 55 presiona siguiente paso 4001 XX presiona AA 4001 AA presiona siguiente paso.
4002 XX Pulsar CC 40O2 CC.
(2) Lea el contenido mostrado en 6264 o 8155
4000 Presione ODRW 4000 55 Presione Siguiente 4001 AA Presione Siguiente 4002 CC Presione Siguiente.
3. Simulación
El programa de usuario está en la máquina de desarrollo y entra en el estado de simulación P... Si el programa de usuario es:
0000 904000 MOV DP TR # 4000h 0003 7488 MOV A # 88
0005 F0 MOVX @DPTR, A 0006 A3 INC DPTR
0007 74FF MOV A, # OFFH 0009 FD MOVX @ DPTR A
000A 80FE LP: SJMP LP
En chips 6264 en SCB-31-5, realice pasos individuales desde la dirección 0000 a 000a, 4000h y 4001h.
El contenido es 88 y FF. Se pueden obtener los mismos resultados utilizando puntos de interrupción que no son de velocidad máxima, puntos de interrupción de velocidad máxima y comandos de ejecución continua.
Desarrollo
Curifique el programa anterior en EPROM o EEPROM, inserte el chip en la posición 2764 en la placa SCB-31-5,
Máquina de desarrollo de la serie DICE Ingrese al estado H..., comenzando desde la dirección 0000H, funcionando continuamente sin un punto de interrupción a máxima velocidad.
Se puede obtener el mismo resultado cuando se ejecuta el comando de un solo paso en la dirección 000A.
El chip 8031 no tiene una memoria de programa ROM. Los usuarios necesitan conectar la memoria de programa y un circuito lógico 373 cuando lo usan. La mayoría de las memorias de programas externas son EPROM de la serie 2764. Si el usuario quiere modificar el programa escrito en EPROM, deberá borrarlo con una lámpara ultravioleta especial antes de escribir. El código de programa escrito en memoria adicional no es confidencial.
Análisis e implementación de tecnología de cambio de fase digital
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El cambio de fase entre dos señales con la misma frecuencia es una simulación y análisis en el campo del relé protección en la industria electrónica medios importantes de accidentes. Utilizando el principio de cambio de fase, podemos crear una fuente de señal para verificar varios instrumentos relacionados con dispositivos de protección de fase y relé. Por lo tanto, la tecnología de cambio de fase tiene un amplio valor práctico. Este artículo presenta dos métodos de cambio de fase digitales basados en una microcomputadora de un solo chip, explica el principio de cambio de fase y analiza y compara el rendimiento de los dos métodos de cambio de fase.
Palabras clave: Contador de conversión D/A del microcontrolador desfasado
Desplazamiento de fase entre dos señales con la misma frecuencia y su implementación
El llamado desplazamiento de fase Se refiere a dos señales con la misma frecuencia, una de las cuales se usa como referencia y la otra señal se mueve antes o después de la referencia, lo que se llama cambio de fase. Cuando las fases de dos señales son diferentes, existe una diferencia de fase, denominada diferencia de fase. Si consideramos un período de señal como 3600, entonces el rango de diferencia es 0 ~ 360.
Para lograr el cambio de fase, generalmente existen dos métodos:
Uno es cambiar de fase directamente la señal analógica, como el cambio de fase de resistencia-condensador y el cambio de fase del transformador, generalmente en el cambio de fase Uso inicial. El desfasador fabricado con este método tiene muchas desventajas, tales como: la forma de onda de salida se ve afectada por la forma de onda de entrada, la operación de cambio de fase es inconveniente y el ángulo de cambio de fase se desplaza con la influencia de la carga y el tiempo conectados, etc. No se discutirá aquí. La otra es la tecnología de cambio de fase digital que ha surgido con el desarrollo de la tecnología electrónica, especialmente el desarrollo de la tecnología de microcontroladores. Esta es la tendencia actual de desarrollo de la tecnología de cambio de fase. El núcleo de la tecnología de cambio de fase digital es digitalizar señales analógicas o ángulos de cambio de fase y luego restaurarlos a señales analógicas después del cambio de fase.
Existen dos formas principales de cambio de fase digital:
Una consiste en digitalizar la señal de onda sinusoidal y almacenarla en el chip ROM. Después de eso, los dos chips de conversión D/A pueden generar continuamente la tabla de datos en un bucle bajo el control del microcontrolador para obtener dos señales de onda sinusoidal. Cuando las secuencias de datos obtenidas por dos chips de conversión D/A son exactamente iguales, las dos señales de onda sinusoidal convertidas no tienen diferencia de fase y se denominan en fase. Cuando las secuencias de datos obtenidas por los dos chips de conversión D/A son diferentes, existe una diferencia de fase entre las dos señales de onda sinusoidal convertidas. El valor de la diferencia de fase está relacionado con el número total de datos en la tabla de datos y el desplazamiento de la dirección de datos. La esencia de este método de procesamiento es asignar el desplazamiento de la dirección de datos al valor de fase entre señales.
La otra es dar forma a la señal de referencia en una señal de onda cuadrada, usar esta señal como referencia, retrasar para generar otra señal de onda cuadrada de la misma frecuencia y luego usar el circuito de conversión de forma de onda para restaurar la señal de onda cuadrada a señal de onda sinusoidal. El valor de fase entre las dos señales está determinado por la duración del retraso.
La esencia de este método de procesamiento es asignar tiempos de retardo a valores de fase entre señales.
Uso de la conversión D/A para lograr un cambio de fase
La Figura 1 muestra un ejemplo de diseño. El microcontrolador es 8031 y el chip de conversión D/A utiliza dos DAC0832 de 8 bits. Dado que la señal de salida del DAC0832 es de tipo actual, es necesario agregar un amplificador operacional para convertir la señal de tipo actual en una señal de tipo voltaje. En este diseño, el amplificador operacional utiliza un amplificador operacional dual bipolar 4558. Los datos utilizados en la conversión son 256 palabras de 8 bits, que se almacenan en la memoria ROM junto con el programa, es decir, hay 256 valores de conversión para un ciclo de señal.
En el programa de conversión D/A, hay 256 datos * * * en la tabla de datos, y la diferencia de fase entre cada dos datos adyacentes es 360o ÷ 256 = 1,4o. Solo podemos pasar Cambiar el valor en R1 para cambiar la diferencia de fase entre las dos ondas sinusoidales. En el programa, r1 = 8, por lo que la primera onda sinusoidal está retrasada con respecto a la segunda onda sinusoidal en 1,4o × 8 = 11,2o.
Utilice un microcontrolador para realizar el cambio de fase de la señal de onda cuadrada
Usar un microcontrolador para desfasar señales de onda cuadrada es otra forma de desfase digital. Ha habido muchos trabajos exitosos, algunos centrados en hardware y otros en software. En términos generales, el énfasis en el hardware tiene una mayor precisión, pero la fabricación y la depuración son más complicadas; el énfasis en el software tiene una estructura simple y un bajo costo, pero la precisión a menudo se ve afectada; Este artículo describe un diseño que logra los resultados deseados. El diagrama de bloques esquemático de este diseño se muestra en la Figura 2.
Principio de funcionamiento: A se utiliza como señal de referencia. Después de darle forma, se obtiene una señal de onda cuadrada A y luego se multiplica por 3600 veces mediante la tecnología de bloqueo de fase, y la señal multiplicada se utiliza como recuento de. CTC en el microcontrolador. El pulso crea un cambio de fase y se mide el valor real del cambio de fase. Debido a que el pulso de conteo es generado por el bucle de bloqueo de fase, el pulso de conteo es siempre 3600 veces la señal A dentro del rango de frecuencia permitido por el bucle de bloqueo de fase. Por lo tanto, se puede considerar que el período de la señal A se divide en 3600 partes y se permite que la frecuencia de A fluctúe dentro de un rango pequeño. Si el período de la señal es de 360 grados, entonces cada pulso de conteo representa 0,1 grados en el período de la señal. Solo necesitamos usar la señal A como punto de referencia, retrasar varios pulsos de conteo para generar la señal C para lograr el cambio de fase, cambiar el número de pulsos de conteo retrasados para cambiar el valor del cambio de fase y registrar el número de pulsos entre la señal superior (o inferior). ) bordes de las dos señales al mismo tiempo, se puede obtener la diferencia de fase de las dos señales. Es precisamente debido a la existencia del bucle de enganche de fase que las frecuencias de la señal B desfasada y la señal de referencia A son exactamente iguales. En comparación con la forma en que el software mide el período de la señal A y luego genera la señal B, la precisión es mucho mayor. Cuanto mayor sea la frecuencia de multiplicación de PLL, menor será la unidad mínima de cambio de fase. Si el multiplicador de frecuencia es 7200, cada pulso de conteo representa 0,05ω en un período de señal.
La Figura 3 es un diagrama de tiempos del cambio de fase de la manera anterior. La frecuencia del pulso de conteo diseñado es 360o veces la frecuencia de la señal A, por lo que después de que se generan N pulsos de conteo desde el borde superior de la señal A, la señal A adelanta a la señal C en N×0.1o. Pero lo que necesitamos es el cambio de fase entre la señal A y la señal B. Las fases de la señal A y la señal A son las mismas, pero las fases de la señal C y la señal B son diferentes debido a la existencia del circuito de conversión de forma de onda, y la diferencia de fase depende de los parámetros del circuito de conversión de forma de onda. . Por lo tanto, el cambio de fase real entre la señal A y la señal B no se puede calcular mediante N×0,1o. Para obtener el valor de cambio de fase real entre la señal A y la señal B, la señal B se puede integrar en la señal B (las dos señales tienen la misma fase) y retroalimentar al microcontrolador. El microcontrolador puede medir el número de pulsos contados entre ellas. señal A y señal B. El valor de cambio de fase real es n × 0,10. Cambiar el valor de n cambia el valor del cambio de fase.
Para implementar el diseño anterior, además de los pulsos de conteo generados por el PLL, se necesitan tres contadores de 16 bits para contar los valores de n, n y 180º respectivamente. La distribución del contador en 8032 es la siguiente: T0 cuenta el valor de n, T1 cuenta el valor de n y T2 cuenta el valor de 180o. El inicio y la parada de T0, T1 y T2 están controlados por la rutina del servicio de interrupción. El cableado se muestra en la Figura 2. Específicamente:
(1) El flanco ascendente de la señal A genera una interrupción INT0, y la rutina de servicio de interrupción asigna -N y 0 a TH0TL0 y th 1tl 1 respectivamente, luego deja que T0 y T1 comiencen a contar.
② T0 vuelve a cero y su rutina de servicio de interrupción cierra T0; establece P3.0 y da TH2TL2;
③ T2 se restablece a cero y su rutina de servicio de interrupción se borra (P3.0);
④El flanco ascendente de la señal B genera una interrupción INT0 y su rutina de servicio de interrupción cierra t 1; lee el valor de conteo n de TH1TL1.
Comparación de rendimiento de dos métodos de cambio de fase
Como se puede ver en la introducción anterior, la frecuencia de la señal de salida es difícil de ajustar, especialmente cuando la unidad mínima de fase El desplazamiento es demasiado grande (1,4o //paso), aunque se utilizan muy pocos componentes. A una frecuencia de 50 Hz, es difícil lograr una precisión de cambio de fase de 0,1 o// paso. Por lo tanto, este método sólo es adecuado para ocasiones con requisitos de baja frecuencia y ángulo de cambio de fase fijo.
El circuito de hardware para lograr el cambio de fase retrasando la salida de onda cuadrada es relativamente complejo (bloqueo de fase y circuito de conversión de forma de onda). La frecuencia de la señal de salida se basa en la frecuencia de la señal de referencia, que se puede dar con precisión. La unidad mínima de cambio de fase puede ser inferior a 0,1o//paso, lo que proporciona la base para un cambio de fase continuo. Por lo tanto, este método se puede utilizar en situaciones con requisitos de alta frecuencia y desplazamiento de fase continuo de 360°.