I když jsou jednočipové mikroprocesory určeny převážně pro zpracování a generování logických signálů, můžeme někdy potřebovat zpracovat nebo též produkovat signály analogové. V tomto povídání se budeme věnovat zpracování analogového signálu. K tomu nám slouží A/D převodníky.
Přestože se dnes velmi rychle prosadily tzv.inteligentní snímače (SMART sensors) analogových veličin, A/D i D/A převodníky si stále nacházejí své místo v různých aplikacích. Důkazem toho může být i skutečnost, že dnes téměř každý výrobce jednočipových mikroprocesorů má ve své produktové řadě alespoň jeden typ, jež má v sobě A/D nebo D/A převodník integrován. Pokud tedy ve své aplikaci potřebujeme pracovat s analogovým signálem, je řešení s použitím mikroprocesoru s integrovaným A/D nebo D/A převodníkem téměř vždy cenově i prostorově nejvýhodnější. Pokud nám toto z nějakého důvodu nevyhovuje (nízké rozlišení převodníku, malý počet vstupů atd.), můžeme použít převodník v podobě externího integrovaného obvodu. Těchto obvodů existuje celá řada - liší se mezi sebou: (A/D převodníky)
rozlišením (obvykle 8,10 a 12-bitové), počtem vstupů (obvykle multiplexování), rychlostí převodu, výstupními signály (BCD,MicroWire,I2C,...), přítomností analogové paměti (funkce Sample and Hold) atd.
My se v tomto povídání budeme zabývat realizací A/D převodníku pomocí obvodu C520D. Přestože jde o obvod hodně starý, nabízí nám vše pro jednoduchá a praktická zapojení. Moderní A/D převodníky využívají jako výstupní rozhraní obvykle nějaké zavedené sériové sběrnice (MicroWire,I2C atd.), čímž už částečně zasahují do oblasti inteligentních snímačů. Obvod C520D má oproti tomu 4 výstupy v kódu BCD. Jak dále uvidíme, je obvod C520D úplně někde jinde než dnešní moderní A/D převodníky, nejen z hlediska rychlosti převodu.
Integrovaný obvod C520D
Pod tímto označením byl u nás prodáván, světový ekvivalent měl označení AD2020 (výrobce Analog Devices). Dnes tento obvod výrábí (i po více než 28 letech od jeho uvedení na trh) firma Intersil s označením CA3162. Technické údaje o obvodu C520D najdete v češtině v tomto datasheetu.
Jen stručně si připomeneme vlastnosti obvodu C520D:
Jedná se o integrační A/D převodník (s dvojí integrací, angl.dual-slope integration) s multiplexovanými výstupy BCD pro 3-místné zobrazení. Rychlost převodu (zobrazení) je volitelná - 250ms nebo 10ms. Základní rozsah +999mV až -99mV, rozsah lze zvětšit napěťovým děličem. Základní rozsah proudu 99,9uA, rozsah lze zvětšit bočníkem.
Nebudeme zde dále rozebírat nebo dokonce polemizovat nad vlastnostmi obvodu a optimálním zapojením, na toto téma bylo ve své době napsáno velké množství článků nejen v Amatérském rádiu. Případný zájemce nechť se poohlédne po starší literatuře a časopisech.
Připojení A/D převodníku C520D k mikroprocesoru 8051
