32-разрядный CISC-Микроконтроллер с 16-разрядным АЦП


Вы можете скачать эту статью в формате pdf здесь.

Компания Renesas Technology выпустила 32-разрядный микроконтроллер со встроенным 16-разрядным сигма-дельта АЦП, который обеспечивает высокую точность измерений сигналов с датчиков различного назначения. В статье описаны особенности этого микроконтроллера, а также рассмотрены некоторые возможные области его применения.

Сегодня во многих приложениях возрастает число применений интеллектуальных датчиков. Основные их особенности — точность измерения и, как правило, низкое энергопотребление. Эти датчики помогают оптимизировать систему управления. Например, в изделиях бытовой техники важно обеспечить простоту использования, в промышленных приложениях — высокую производительность.
Сказанное можно проиллюстрировать двумя примерами. До сих пор пользующиеся широким спросом цифровые фотоаппараты были оснащены стабилизаторами изображения, которые предохраняли снимок от размытия, даже если в момент съемки рука дрожала. Для обеспечения этой функции поступающие с датчика изображения данные обрабатывались таким образом, чтобы компенсировать размытие. Вскоре потребовалось усовершенствовать этот метод, поскольку он позволял лишь устранять нежелательные результаты, а не причину размытости. Одной из целей разработки микроконтроллера (МК) H8SX/1622F компании Renesas стало измерение величины ускорения — в данном случае, при перемещении фотоаппарата из-за дрожания руки — с помощью схемы управления линзами. Благодаря этой схеме линзы перемещаются в направлении, противоположном направлению движения руки. В качестве еще одного примера уже из автомобильной электроники можно привести срабатывание подушек безопасности, которые без использования управляющей схемы наполнялись воздухом без учета размеров сидящего перед ними пассажира. Самое последнее поколение подушек безопасности учитывает вес шофера или пассажира и в некоторых случаях даже их относительное положение. Это предотвращает слишком резкое срабатывание подушки и, в то же время, обеспечивает надлежащую защиту.
16-разрядный сигма-дельта АЦП, встроенный в H8SX/1622F, обеспечивает необходимый уровень точности измерений. Его дифференциальные входы минимизируют искажения, вызванные такими синфазными помехами как шипение. Отдельный источник питания и специальные SMA-разъемы стартового набора RSK1622 компании Renesas создают идеальные условия для использования полного динамического диапазона преобразователя, в типичном случае равного 84 дБ. Время преобразования составляет всего лишь 91,5 мкс. Кроме того, АЦП содержит шесть каналов, два из которых имеют дифференциальные входы и программируемый усилитель с коэффициентом усиления ×1, ×2, ×4 и ×8. Процесс преобразования можно запустить программно с помощью таймеров или внешнего сигнала, а окончание этого процесса связано с векторным прерыванием центрального процессора. В состав H8SX/1622F входит также быстрый 10-разрядный АЦП последовательного приближения с временем преобразования 4 мкс и 8-разрядный ЦАП.
H8SX/1622F содержит усовершенствованный 32-раз-
рядный блок центрального процессора H8SX с рабочей частотой 50 Мгц, который поддерживается 256-Кбайт флэш-памятью с нулевым временем ожидания. По­сколь­ку большинство датчиков обладает миниатюрными размерами, микроконтроллер выпускается в 9 × 9 мм 145-выводных корпусах LGA или 144-выводных корпусах TQFP. Связь с микроконтроллером обеспечивается с помощью пяти последовательных интерфейсов, работающих в синхронном/асинхронном/ISO7816-режи­мах, а также с помощью двух каналов интерфейса I2C. Благодаря шести 16-разрядным каналам высокопроизводительного таймерного процессора (TPU) можно обрабатывать до 16 сигналов входного захвата или выходного сравнения.
Разработка и отладка устройств на базе H8SX/1622F может быть осуществлена с помощью порта JTAG. Компания Renesas предлагает недорогой комплексный стартовый набор RSK1622 с мощным средством отладки E10A. В микроконтроллере предусмотрено шесть режимов энергосбережения, что позволяет использовать его в устройствах с аккумуляторным питанием, а также в линиях связи и в датчиках для взрывоопасных областей.
Особенности МК H8SX/1622F приведены в таблице 1.

Табл. 1. Особенности МК H8SX/1622F

BSC (Bus State Controller) — Контроллер состояния шины
INT (Interrupt Controller) — Контроллер прерываний
DMAC (Direct Memory Access Controller) — Контроллер ПДП
DTC (Data Transfer Controller) — Контроллер передачи данных
PPG (Programmable Pulse Generator) — Программируемый генератор импульсов
UBC (User Break Controller) — Контроллер прерываний пользователя
SCI
(Serial Communication Interface) — Последовательный интерфейс связи
TPU (Timer Processor Unit) — Блок таймерного процессора
TMR (Timer) — Таймер
WDT (Watchdog Timer) — Сторожевой таймер

Оставьте отзыв

Ваш емейл адрес не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *