基于MCU的單穩(wěn)觸發(fā)器應(yīng)用電路
出處:linjing 發(fā)布于:2007-06-28 23:54:59
| 當(dāng)我需要生成一個簡單工具以產(chǎn)生一個長的事件觸發(fā)脈沖時,我首先想到的是經(jīng)典的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(one-shot)和大電容方案。由于問題的典型特性,該電路“工作得很好”。盡管對這樣一個應(yīng)用,看起來不大會想用一個小的微控制器(MCU)來實現(xiàn)單穩(wěn)觸發(fā)器功能,但若選用MCU,可能有如下方面的好處。
通常,大電容有寬泛的初始容差,及寬的溫漂,但基于MCU的應(yīng)用就可利用Microchip的10F204(SOT-23封裝)的優(yōu)勢和一個小NPO電容(幾乎沒有溫漂)及一個1%的電阻來設(shè)定延時。而采用專用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器方案,則需要一個昂貴、大個頭的電容,增加了成本和體積。 基于MCU的實現(xiàn),在編程10F204時,采用一個由小RC元件決定的可計算延時的延時轉(zhuǎn)換器,并生成一個長度成比例的輸出脈沖。在圖1中所示電路的外接RC值取決于需要多少基本的5?s時基以觸發(fā)10F204的片上比較器,該比較器的參考端由芯片內(nèi)部設(shè)定為0.6V。順序處理流程使外接電容保持在放電狀態(tài)并使輸入浮動以監(jiān)測比較器的輸出以確定將電壓充至參考電位以上時所需的時間。在上電、每當(dāng)MCU被重新使能以及每次觸發(fā)的個1?s定時步驟中,都對這些外接元件的值進(jìn)行估算。
其余的程序在一個分支均等的1ms循環(huán)中,提供使能、再觸發(fā)、乘法器以及循環(huán)索引等功能。 等式1用于計算產(chǎn)生在等式2和等式3中描述的期望延時值時所需的R和C值。 循環(huán)數(shù)=ABS(INT(R*C*(ln(1-VTRIP/VCHARGING))/5s)) (等式1) 其中,VTRIP是比較器參考電壓;VCHARGING是用于對外接電容充電的電壓源,它應(yīng)是一個大于VTRIP的穩(wěn)定值。在此例中,VCHARGING與為10F204供電的穩(wěn)壓源相同。 需要幾個運(yùn)算參數(shù)以定義該基于程序的應(yīng)用。它們包括: 1.選擇是低到高還是高到低的電壓變化沿進(jìn)行觸發(fā): * 0將TMR0時鐘輸入沿設(shè)置為低到高觸發(fā) * 1將TMR0時鐘輸入沿設(shè)置為高到低觸發(fā) 2.選擇是單觸發(fā)還是重觸發(fā)模式 * 0 設(shè)置為單觸發(fā)模式(在激活時觸發(fā),忽略輸出) * 1設(shè)置為重觸發(fā)模式(任何觸發(fā)都使延時重新初始化) 3.確定用在延時補(bǔ)償中的8位循環(huán)乘法器(見下)。 4.對內(nèi)部狀態(tài)標(biāo)志——capsen進(jìn)行設(shè)置,以確定如何應(yīng)用基于檢測到元件值的循環(huán)數(shù)。 * capsen= 0,直接使用計算出的循環(huán)數(shù)值,該值被限制在0到127之間 * capsen= 1,用256減去該計算值,結(jié)果在255到128之間 根據(jù)這些選項,當(dāng)capsen= 1時,能產(chǎn)生長的延時。結(jié)果如下: 當(dāng)capsen= 1時:延時=(255-循環(huán)數(shù))*乘法器*1 ms (等式2) 當(dāng)capsen= 0時:延時=循環(huán)數(shù)*乘法器*1 ms (等式3) 圖2顯示了用式1得到的用于循環(huán)值的延時。當(dāng)設(shè)capsen=1時,能得到更長的延時;若使capsen=0,則延時變短。電阻R的值為10 k Ω,在我們的分析中,該值設(shè)為1 k Ω。
對一個具體的乘法器,延時的范圍由外接元件限定。同時改變R和C將顯著改變延時范圍。觸發(fā)脈沖寬度短為2 ?s,而觸發(fā)到有效輸出的延時時間短為2 s、長為12 s。 系統(tǒng)(與RC元件的變化無關(guān))由內(nèi)部指令周期的容差主宰。在一個窄的電壓和溫度范圍內(nèi),該值定義為61%。管腳1輸出低電壓(用于給電容器放電)、內(nèi)部比較器以及0.6V參考也會影響初始。延時隨時間和溫度的變化取決于所有元件的變異。乘法器的值是一個由程序設(shè)置的常量,所以沒有變化。 | ||
參考文獻(xiàn):
[1]. Microchip datasheet http://m.58mhw.cn/datasheet/Microchip_1097736.html.
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