Cyfrowe sterowanie może zastąpić obwody analogowe
Decyzja o zerwaniu z tradycją może być dla projektanta układów analogowych trudna, jednak łatwiej powinno się ją podejmować w miarę, jak mikrosterowniki (MCU) stają się coraz mniejsze i tańsze. Zazwyczaj inżynier, chcąc dodać zespół obwodów sterujących do tradycyjnego systemu analogowego, szukałby najlepiej dopasowanego analogowego obwodu zintegrowanego lub zaprojektowałby obwód z osobnymi komponentami. Mikrosterownik nie wchodziłby w grę, choć dzięki elastyczności i reprogramowalności mógłby przynieść wiele dodatkowych korzyści, stanowiąc na przykład atrakcyjną alternatywę dla sekwencjonowania rozruchu w przypadku przełączanego zasilania.
Programowanie mikrosterownika jest kolejnym krokiem naprzód i rozwiązaniem kompromisowym w stosunku do obliczania wartości rezystora w modelu analogowym. Mikrosterownik jest jednak urządzeniem cyfrowym, a nie analogowym i jego obwody logiczne zapewniają trzy wyraźne korzyści. Najbardziej oczywistą zaletą jest możliwość programowania przy użyciu… programów zamiast rezystor ów. Oprogramowanie nie zajmuje miejsca na płytce drukowanej i można je łatwo wymienić. Druga zaleta to dobrze znane możliwości mikrosterownika związane z odmierzaniem czasu dla sekwencjonowania wydarzeń. Sterowanie regulacją czasu za pomocą zegara i licznika (zawartych w mikrosterowniku) jest łatwiejsze niż w przypadku rampy czasowej w systemie analogowym. I wreszcie – mikrosterownik jest deterministyczną maszyną sterującą stanami, tak więc stopień kontroli przy podejmowaniu decyzji typu “jeślito” jest znacznie większy. W przeciwieństwie do niego, urządzenie analogowe nie cechuje się taką pewnością działania ze względu na niedokładność parametrów elementów, wahanie napięcia oraz różnice temperatury.
ZASTĘPOWANIE ELEMENTU ANALOGOWEGO ELEMENTEM CYFROWYM W przypadku zastąpienia bloku analogowego blokiem cyfrowym (małym mikrosterownikiem) do sterowania sekwencjonowanego przełączaniem zasilania takie same funkcje (a nawet więcej) będzie mógł wykonywać…
Wymagania układu
Sterowanie sekwencjonowaniem do przełączania zasilania wymagałoby użycia mniej niż 256 instrukcji, żeby zastąpić rezystory występujące w modelu analogowym. Obecnie sześciopinowy mikrosterownik SOT-23 ma od 256 do 512 komend pamięci Flash, 16 do 24 bajtów SDRAM, 8-bitowy zegar, komparator i cztery kanały I/O do wykonywania funkcji sekwencjonowania. Dokładność wykalibrowanego w zakładzie produkcyjnym oscylatora 4 MHz wynosząca ±1% jest wystarczająca dla wielu zastosowań.
Gdy tylko zrozumie się “cyfrowe podejście”, przerobienie programu pod kątem ulepszenia lub dodania nowego zastosowania jest dość łatwe. Dzięki temu nie trzeba zmieniać, kupować, przechowywać i montować nowych rezystorów. Ogólnie rzecz biorąc, mikrosterownik wymaga mniejszej liczby rezystorów i komponentów zewnętrznych, zmniejsza wykorzystywaną powierzchnię na płytce drukowanej i koszt montażu takich elementów. Równie istotny jest fakt, że za pomocą oprogramowania można łatwo dodawać nowe funkcje. Na przykład inną wykorzystującą mikrosterownik funkcją jest sterowanie przełączaniem zasilania z wykorzystaniem obwodu sterownika Soft-Start. Kod dla tego układu cyfrowego został już opracowany.
…6-pinowy pakiet SOT-23 o wymiarach zaledwie 2,8 × 2,95 mm. W przypadku mikrosterownika zmiana charakterystyk pracy lub dodawanie nowych funkcji jest tak proste jak napisanie nowego kodu
KONTAKT: Fanie Duvenhage, Microchip Technology Inc. e-mail: fanie.duvenhage@microchip.com
