Устройство подключения ЦАП к разъёму LPT

Приведенный фрагмент программы (см. Листинг) демонстрирует вывод одного отсчета сигнала.

     Листинг. Программный код

MOV DX,378h            ;Адрес порта данных

MOV AL,x   ;Очередное значение

OUT DX,AL   ;Выводим очередное значение в порт

MOV DX,37Ah              ;Адрес порта управления

IN AL,DX   ;Читаем состояние

OR AL,4h   ;Устанавливаем D2

OUT DX,AL   ;Выводим в порт

AND AL,0FВh   ;Сбрасываем D2

OUT DX,AL   ;Выводим в порт

Значение напряжения записывают в порт данных 378H. Затем читают порт управления 37АН, в полученном коде устанавливают D2=1 и выводят его в тот же порт.

Далее устанавливают D2=0 и еще раз повторяют вывод. В результате на выводе 16 разъема  ХР1 и связанном с ним входе  С регистра DD1 формируется короткий импульс, записывающий в регистр  код, ранее выведенный в порт данных. Описанную процедуру повторяют с частотой квантования выходного сигнала, читая из памяти компьютера и выводя в порт очередные отсчеты.

Максимальная частота  квантования сигнала ограничена в основном быстродействием ЦАП  и параллельного порта компьютера. Примененный в устройстве ЦАП КР572ПА1А с временем установления выходного напряжения около 5 мкс позволяет довести ее до 200 кГц, Таким образом, верхняя граница частотного спектра формируемых сигналов может составлять 50…100 кГц, Нижняя - ничем не ограничена. Если требуется внешняя синхронизация процесса, соответствующий сигнал подают, например, на вывод 12 (цепь РЕ) разъема ХР1. Его логический уровень компьютер может определить, проанализировав разряд D5 кода, прочитанного из порта 379H. Так как внутри компьютера указанный вывод соединен через резистор с цепью +5 В, источник подаваемого на него сигнала должен быть с открытым коллектором.

Микросхему КР1555ИР22 можно заменить аналогичной из серии К555 или КР1555ИРЗЗ (с другим расположением выводов), а К544УД1А - К544УД2. Если особых требований к температурной стабильности формируемого сигнала не предъявляется, пригоден любой стабилитрон с напряжением стабилизации около 9 В.

XP1 - розетка DB-25M. Ее соединяют кабелем длиной до 1 м с вилкой порта LPT1. Если этот порт в компьютере занят, например, принтером, но имеется свободный LPT2, устройство можно подключить к нему. При этом адреса 378H, 379Н и 37АН следует заменить соответственно на 278Н, 279Н и 27АН.

Можно обойтись и без  кабеля, сочленив разъемы непосредственно. Этим решается и проблема помех, наводимых на кабель, для защиты от которых служит регистр DD1. Теперь его можно исключить из схемы, соединив цепи DATA1-DATA6 прямо со входами DD2. Напряжение заданного уровня будет появляться на выходе сразу после записи кода в порт данных. Формирование импульса записи из программы следует исключить.

 

 

 

 

 

 

          

 

 

 

 

 

 

 

 

       5  Расчётная часть

 

Среди многочисленных характеристик, отражающих производительность, эксплуатационные свойства и особенности конструкции схем, выделяют несколько основных, по которым можно произвести оценку в отношении соответствия требованиям, предъявляемым при разработке схемы. К таким характеристикам относят потребляемую мощность, быстродействие.

            5.1  Расчет потребляемой мощности

Потребляемая мощность Р_пот. – значение мощности, потребляемой устройством от источника питания в заданном режиме. Параметры мощности представлены в таблице 5.

Р_{N пот} = Р_пот * N,

где       Р_{N пот} – мощность потребляемая однотипными элементами, мВт;

 Р_пот – потребляемая мощность одним элементом, мВт;

 N – количество элементов.

 Таблица 5 – Параметры потребляемой мощности.

Типы элементов	Рпот, мВт	N	РN пот, мВт
КР1555ИР22	50	1	50
К544УД1А	104,4	1	104,4
КР142ЕН5А	39,4	2	78,8
КР572ПА1А	34,65	4	138,6

         

Мощность, потребляемая всем устройством:

Р_{пот общ}  = Σ Р_{N пот i}

где   Р_{пот общ}  - мощность потребляемая всем устройством, мВт;

       Р_{N пот i} – мощность потребляемая однотипными элементами, мВт;

Р_{пот общ}  =371,8 мВт

                 5.2 Расчет быстродействия

Быстродействие характеризуется  наибольшей частотой входных сигналов, при которой не нарушается функционирование схемы. Задержка распространения

сигнала при переключении микросхемы с высокого уровня на низкий и наоборот используется для характеристики быстродействия. Более общий параметр - время задержки микросхемы, определяется по формуле:

 

Параметры быстродействия схем приведены в таблице 6.

Таблица 6 – Параметры быстродействия.

 

Типы микросхем	tздр.,
КР1555ИР22	65 нс
К544УД1А	5 мкс
КР572ПА1А	5 мкс

 

где t_здр – время задержки, нс;

t^1,0 – время задержки при выключении микросхемы, нс;

t^0,1 – время задержки при включении микросхемы, нс;

Быстродействие устройства определяется по формуле:

где t_здр – время задержки сигнала устройством, нс;

t_{здр i} – время задержки сигнала i элементом, нс;

Максимальная скорость нарастания входного напряжения схемы  К544УД1А равно 5 В/мкс.

5 мкс = 5000нс

t_{здр. общ.} = 10065 мкс.

                                                   6   Заключение

 

Рассматривая в данном курсовом проекте работу подключённого ЦАП к разъёму LPT, я пришёл к выводу, что ЦАП реализует важную часть процесса обработки данных. Заданием на курсовой проект являлось создание схемы подключения цифро-аналогового преобразователя к разъёму параллельного порта. В результате работы были рассмотрены схемы составляющих элементов, построены структурная и принципиальная схемы, был произведен логический расчет, а также были рассчитаны потребляемая мощность схемы.

Исходя из задания, построена схема, для которой подобрана элементная база, выбраны параметры применяемых микросхем серии КР572 и  КР1555. В технологической части рассмотрены способы монтажа элементов на печатные платы.

                                       7 Список литературы

1) Нефедов А. В. «Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги»: Справочник. Т. 2. – М.: 1997 г.

2) Нефедов А. В. «Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги»: Справочник. Т. 5. – М.: 2000 г.

3) Нефедов А. В. «Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги»: Справочник. Т. 10. – М.: 2001 г.

4) Нестеренко И.И.  «Маркировка радиоэлектронных компонентов. Карманный справочник» 2006г .

5) Мышляева И.М. «Цифровая схемотехника».2005 г.

 

 

					АКВТ. 230113.КП35.04ПЗ	Лист
Изм	Лист	№ документа	Подпись	Дата

 

					АКВТ. 230113.КП35.04ПЗ
Изм.	Лист	№ документа	Подпись	Дата
Разраб.		Гунчиков			Устройство  подключения ЦАП к разъёму LPT	Лит			Лист	Листов
Проверил		Цепляевв					У		1	18
						Гр. КБ - 31
Н. контр.		Сботова
Утвердил

 

.