Un exemplu de CAN industrial

Un exemplu de CAN industrial.

Circuitul integrat MAX 154, fabricat de firma Maxim Integrated Products, reprezinta practic un SAD complet, cu urmatoarele caracteristici:

CAN pe 8 biti, cu iesiri tri-state, in capsula DIP cu 24 pini, cu patru canale pentru pentru semnalele de intrare analogice;

timp de conversie pe canal 2,5 µs;

referinta interna de tensiune 2,5 V;

circuit de esantionare-memorare inclus;

eroare de cuantificare 1/2 LSB;

tensiune de alimentare unica +5V;

nu necesita semnal de tact exterior.

Acest circuit utilizeaza tehnica de conversie numita 'semi-paralela', avand in structura doua CAN. Primul utilizeaza 15 comparatoare si stabileste primii 4 biti - mai semnificativi (MS) - ai cuvantului binar. Acesti 4 biti sunt aplicasi unui cna, la iesirea caruia se obtine o tensiune care este comparata cu tensiunea de intrare. Diferenta dintre cele doua tensiuni este aplicata la intrarea celui de al 2-lea CAN, avand deasemenea 15 comparatoare, care furnizeaza ultimii 4 biti - mai putin semnificativi (LS) - ai conversiei. Schema bloc a circuitului este prezentata in fig.5.14.

Fig.5.14. Schema bloc a circuitului MAX154.

Conversia este initiata pe frontul cazator al semnalelor RD si CS. Intrarile comparatoarelor urmaresc semnalul de intrare timp de cca. 1 µs, dupa care bitii MS sunt depusi in bufferele de intrare si incepe conversia bitilor LS. Dupa cca. 600 µs, semnalul INT cade pe low , indicand sfarsitul conversiei. Rezultatul conversiei poate fi apoi accesat cu semnalul INT pe low (fig.5.15a).

Fig.5.15. Secventa de functionare (a) si decodarea adreselor(b) ale circuitului MAX154.

Circuitul foloseste doar intrarile CS si RD ca si semnale de comanda. Operatia de citire, comandata cu CS si RD pe low, realizeaza retinerea adreselor decodate ale canalelor analogice (fig.5.15b) si comanda totodata inceputul conversiei.

Sunt disponibile doua moduri de operare, determinate de durata comenzii RD:

Modul 0, implementat prin mentinerea lui RD low pana la terminarea conversiei, este destinat pentru µP care pot fi fortate in stare WAIT. In acest mod, conversia incepe odata cu CS si RD pe low si rezultatul este disponibil (D0D7) la terminarea conversiei. Pe durata conversiei, iesirile sunt in starea de inalta impedanta. In acest mod sunt disponibile la iesire doua semnale de stare: interrupt (INT) si ready (RDY). Iesirea RDY, care este cu drena in gol (open drain) se conecteaza la intrarea READY/WAIT a µP. RDY devine low la frontul cazator al CS si devine de inalta impedanta la sfarsitul conversiei. INT cade la low la terminarea conversiei si revine pe high pe frontul crescator al CS sau RD (fig.5.16).

Fig.5.16. Diagrama de functionare a circuitului pentru modul 0.

Modul 1 nu cere starea WAIT pentru µP. Comanda READ initiaza conversia si simultan furnizeaza la iesire rezultatul conversiei anterioare(fig.5.17) .

Tensiunile de referinta V_REF+ si V_REF- definesc domeniul de conversie, intre zero si capatul de scala (full-Scale), conform fig.5.18.

Circuitul poate fi folosit si pentru conversia unor semnale de intrare bipolare. In acest caz se procedeaza la scalarea tensiunii de intrare cu un AO, astfel ca la intrarea CAN se aplica doar tensiuni pozitive. In exemplul din fig.5.19a si b, domeniul de intrare analogica este ±4V iar datele de la iesire sunt prezentate in cod binar complementat.

Interfatarea cu µP a circuitului , in modul 0 este prezentata in fig.5.20.

Fig.5.17. Diagrama de functionare a circuitului pentru modul 1.

Fig 5.18.Caracteristica de transfer a circuitului MAX154.

a). b).

Fig.5.19. Functionarea circuitului cu semnale de intrare bipolare: a) schema electrica; b) caracteristica de transfer.

Fig 5.20. Interfatarea circuitului cu un µP pe 8 biti, pentru modul 0 de functionare.