Воспользуемся требованиями к точности системы для расчета числа разрядов n, при заданной точности 0,4%:
Для выполнения условия по четности системы необходимо не менее 8 разрядов в преобразователе.
Быстродействие аналого-цифрового преобразователя:
Tпреобрtk = 1/10∙3,48 = 0,03 c = 30 мс.
Время вычисления управляющего воздействия микроконтроллера не должно превышать 30 мс. Функции вычисления ошибки и функцию АЦП и ЦАП может выполнять микроконтроллер со встроенным АЦП и ЦАП.
Структурная схема в таком случае будет выглядеть как показано на рис. 6:
Рис. 6 – Структурная схема системы управления
Исходя их выявленных требований к числу разрядов и быстродействию АЦП, а так же принимая в расчёт готовность использовать встроенный в микроконтроллер АЦП предлагается в нашей системе использовать микроконтроллер STM8S105C6T6 в составе отладочной платы STM8s-discovery, в которую встроен АЦП, имеющий разрядность 10 бит и быстродействие 1 мс.
Рис. 7 – Отладочная плата STM8s-discovery
Характеристики платы
· USB программатор – отладчик ST – Link
· Микроконтроллер STM8S105C6T6 (2 Кб ОЗУ, 32 Кб флэш-памяти +АЦП х10)
· Внешний кварцевый резонатор на 16 МГц
· Сенсорная кнопка (touch sensor)
· Индикатор - светодиод
· Разъемы со всеми свободными выводами микроконтроллера
· Макетная область
Структурная схема микроконтроллера, включенного в состав этой платы, представлена на рис. 8:
Рис. 8 – Структурная схема STM8S105C6T6
ыбираем ЦАП:
Для нашего случая подходит цифро-аналоговый преобразователь фирмы analog device - AD5302BRMZ (AD), характеристики которого представлены в табл. 3:
Табл. 3 – характеристики AD5302BRMZ
Разрешение преобразователя |
8 |
Кол-во каналов |
2 |
Время установки |
6 мкс |
Скорость преобразования |
167 кГц |
Интерфейс обмена данными |
Serial, SPI |
Вид |
|
Диапазон выходных напряжений |
Uni Vref |
Потребляемая мощность |
2.5 мВт |
Конфигурация источника опорного напряжения |
Ext |
Диапазон напряжений питания аналоговой части |
2.5…5.5 В |
Примечание |
2.5 V to 5.5 V, Low Power, Rail-to-Rail Voltage Out, Dual 8-Bit DAC |
Рабочая температура |
-40…105 °C |