Схема usb осциллографа на микроконтроллере. Самодельный USB-осциллограф: схема, принцип работы, характеристики

Как сделать USB-осциллограф своими руками. Какие компоненты нужны для сборки. Как работает схема осциллографа на микроконтроллере PIC18F2550. Какие функции и характеристики имеет самодельный осциллограф.

Принцип работы самодельного USB-осциллографа

Самодельный USB-осциллограф на микроконтроллере PIC18F2550 представляет собой компактное устройство для подключения к компьютеру через USB-порт. Основные компоненты схемы:

• Микроконтроллер PIC18F2550 — обеспечивает обработку сигналов и передачу данных по USB
• Усилители с программируемым коэффициентом усиления MCP6S91 — позволяют выбирать входные диапазоны для каналов
• Операционные усилители LF353 — формируют входные каскады для смещения уровня сигналов
• Преобразователь DC-DC ICL7660 — формирует отрицательное напряжение питания для ОУ

Принцип работы осциллографа:

1. Входные сигналы поступают на усилители LF353, которые смещают их в диапазон 0-5В
2. Усилители MCP6S91 программно устанавливают нужный коэффициент усиления
3. Микроконтроллер оцифровывает сигналы с помощью встроенного АЦП
4. Оцифрованные данные передаются на компьютер по интерфейсу USB
5. Программа на ПК обрабатывает и отображает осциллограммы

Основные характеристики самодельного осциллографа

Самодельный USB-осциллограф обладает следующими ключевыми параметрами:

• Количество каналов: 2
• Полоса пропускания: до 10 кГц
• Диапазон входных напряжений: ±16В
• Частота дискретизации: до 1 МГц
• Разрешение АЦП: 10 бит
• Буфер: 200 отсчетов на канал
• Интерфейс: USB 2.0
• Питание: от USB

Осциллограф позволяет выбирать коэффициент усиления, режимы запуска, производить математическую обработку сигналов. Управление и отображение осуществляется с помощью программы на ПК.

Преимущества самодельного USB-осциллографа

Основные достоинства самодельного осциллографа на базе PIC18F2550:

• Низкая стоимость — около $15-20 на компоненты
• Компактные размеры — вся схема помещается в спичечный коробок
• Отсутствие отдельного блока питания — питание от USB
• Простота изготовления — минимум компонентов
• Возможность модификации и улучшения характеристик
• Подходит для образовательных целей

Благодаря этим преимуществам, самодельный USB-осциллограф является отличным инструментом для радиолюбителей, студентов и инженеров, позволяя проводить измерения и анализ сигналов при минимальных затратах.

Сборка USB-осциллографа своими руками

Для самостоятельной сборки USB-осциллографа потребуются следующие основные компоненты:

• Микроконтроллер PIC18F2550
• Усилители MCP6S91 — 2 шт
• Операционные усилители LF353 — 2 шт
• Преобразователь ICL7660
• USB-разъем
• Пассивные компоненты — резисторы, конденсаторы
• Печатная плата

Последовательность сборки:

1. Изготовить печатную плату по предоставленному рисунку
2. Припаять все компоненты согласно принципиальной схеме
3. Запрограммировать микроконтроллер прошивкой
4. Установить на ПК необходимые драйверы
5. Собрать прибор в корпус

При правильной сборке и настройке самодельный осциллограф будет готов к работе. Подключив его к USB-порту компьютера, можно запустить программу управления и начать проводить измерения.

Программное обеспечение для USB-осциллографа

Для работы с самодельным USB-осциллографом используется специальное программное обеспечение:

• Прошивка для микроконтроллера PIC18F2550 — обеспечивает оцифровку и передачу данных
• Драйвер USB для ПК — позволяет определить осциллограф как устройство
• Программа управления на ПК — отображает осциллограммы, позволяет настраивать параметры

Программа управления может быть написана на разных языках:

• Visual Basic .NET — для Windows
• Python — кроссплатформенное решение

Основные функции программы:

• Отображение осциллограмм в реальном времени
• Настройка параметров развертки, усиления, синхронизации
• Математическая обработка сигналов
• Сохранение и загрузка данных
• Печать осциллограмм

Открытый исходный код позволяет модифицировать программу под свои задачи.

Применение самодельного USB-осциллографа

Самодельный USB-осциллограф на базе PIC18F2550 может применяться для решения различных задач:

• Отладка и тестирование электронных схем
• Измерение параметров сигналов в диапазоне до 10 кГц
• Анализ низкочастотных сигналов в аудиотехнике
• Исследование сигналов датчиков и сенсоров
• Обучение основам цифровой обработки сигналов
• Простые измерения в радиолюбительской практике

Несмотря на ограниченные характеристики, самодельный осциллограф позволяет решать многие практические задачи при минимальных затратах. Это делает его отличным инструментом для начинающих радиолюбителей, студентов и разработчиков электроники.

USB ОСЦИЛЛОГРАФ

16.04.201917.04.2023 от admin

   Все больше устройств для радиолюбителя можно сделать на базе ПК. Тем более, что обычные приборы, стоят очень дорого. Поскольку портативный компьютер сегодня есть у каждого — представляем приставку-осциллограф с использованием USB порта ПК, который работает на частоте до 10 кГц ±16V входного напряжения. USB осциллограф использует микроконтроллер PIC18F2550, который позволяет сделать осциллограф компактных размеров, к тому же нет необходимости использовать дополнительный источник питания.

Принципиальная схема usb осциллографа

   В основе этого несложного осциллографа USB 2.0-совместимый микроконтроллер Microchip PIC18F2550. Вы также можете использовать IC18F2445 в место PIC18F2550. Технические характеристики микроконтроллера 18F2550:

   Программирование

• 1. До 32 Кб флэш-памяти, 2 Кб ОЗУ и 256 байт EEPROM.
• 2. Расширенный набор инструкций (оптимизация ‘C’ компилятор).
• 3. 8х8 (single-cycle multiplier).
• 4. Single-supply последовательного программирования и простота отладки.

   USB приемопередатчик

• 1. USB 1.1 и 2.0 от 1.5 Мб/с до 12 Мб/сек
• 2. Равномерная передача данных.
• 3. 1 kB доступа оперативной памяти, которые можно использовать с 32 конечных точек (64 байта каждый).

   Генератор и режимы питания

• 1. От внутреннего 31 кГц — внешними 48 МГц с PLL
• 2. Возможно программное переключение между ‘run’ и ‘idle’ в спящих режимах. В спящем режиме ток до 0.1 мкА.
• 3. Широкий диапазон напряжения питания (от 2,0 в до 5,5 в).

   Полный набор классических периферийных устройств

• 1. Несколько вход/выход (I/O) портов, четыре таймера с захватом.
• 2. Синхронные и асинхронные расширенные модули.
• 3. Потоковый параллельный порт.
• 4. 10-битный АЦП модуль с 13-канальным мультиплексором.

Печатная плата прибора

   Печатная плата для двух-канального осциллографа на базе ПК, показана на рисунке. USB-разъем (CON1) должны быть надежно припаян и закреплён на плате. Он расположен на крайнем правом участке. Два BNC-разъема может быть использованы для входных сигналов для каналов «1» и «2» соответственно. Разъемы могут быть установлены на передней панели корпуса. Производительность осциллографа может быть улучшена путем изменения PIC и его АЦП на более быструю модель. Файлы проекта есть в архиве.

   Данный микроконтроллер имеет USB 2.0-совместимый приемопередатчик и его процессор работает со скоростью до 12 MIPS. На схеме показана схема двух-канального осциллографа. Микросхема MCP6S91 — это аналоговый усилитель с программируемым коэффициентом усиления, который хорошо подходит для драйверов аналого-цифровых преобразователей (АЦП) и аналогового входа для PIC микроконтроллеров. Два усилителя MCP6S91 с программируемым коэффициентом усиления (IC4 и IC5) позволяют выбрать входные диапазоны для каждого из двух каналов, выбрав от 1:1 до 32:1. Они маленькие, дешевые и простые в использовании. Простой трехпроводной последовательный периферийный интерфейс (SPI) позволяет PIC контролировать их через контакты 5, 6 и 7.

   Единственным недостатком является то, что эти усилители принимают только положительные по полярности сигналы. Поэтому напряжение смещения усилителей LF353 (IC2A и IC3A) используются по одному для каждого канала ввода. На LF353 выполнен JFET усилитель с внутренней компенсацией входного напряжения смещения, что обеспечивает широкую полосу пропускания, низкие входные токи смещения и смещения токов. Как результат — высокое входное сопротивление и коэффициент ослабления.

   Две половинки микросхемы LF353 (IC2B и IC3B) используются чтобы обеспечить низкий импеданс сдвига напряжения (Vref) для программируемых усилителей. Это напряжение должно быть точно настроено двумя 4. 7-ком резисторами для точного измерения 2,5 в уровень на входах IC2 и IC3. Так как операционным усилителям LF353 необходимо симметричное напряжение питания, небольшой DC-DC преобразователь напряжения ICL7660 (IC1) используется для этих целей. Микросхему ICL7660 можно заменить на MAX1044.

Программное обеспечение

   Программа для микроконтроллера написана на языке «C». MPLAB 8.70 вместе с MPLAB_C18 используется в качестве программного средства разработки. Программное обеспечение можно бесплатно загрузить с веб-сайта www.microchip.com. Все операции инициируются хостом (ПК), который заканчивается на 16 байт команды. Первый байт команды определяет действия. Четыре возможных действия:

• 1. Команда 80h: очищает EEPROM памяти калибровочных
• 2. Команда 81h: принимает параметры, и усиления компенсации ошибок для двух каналов.
• 3. Команда 83h: инициирует калибровку нуля последовательности, первый байт команды определяет действия МК.
• 4. Команда 80h: очищает EEPROM памяти
• 5. Команда 81h: принимает параметры, и усиление компенсации ошибок для двух каналов.
• 6. Команда 83h: инициирует калибровку нуля последовательности из двух каналов.

Установка USB-драйвера

1.     Подключите осциллограф с USB-кабелем к компьютеру. “Обнаружено новое оборудование-USB2-MiniOscilloscope” — должна отображаться на экране. Обратите внимание: драйвер для этого осциллограф не для windows 7 или vista.
2.     Теперь вы можете начать процесс установки драйвера. Целью является выбор драйвера ( mchpusb.inf) по пути на нужное место. Не позволяйте Windows поставить универсальный драйвер по умолчанию.
3.     Когда вы закончили с установкой, зайдите в «диспетчер устройств» и проверьте, есть ли USB2-MiniOscilloscope в разделе «другие устройства». В противном случае, повторите шаги 1 и 2.

Originally posted 2019-04-16 10:20:27. Republished by Blog Post Promoter

Простой USB осциллограф — Miniscope v2c

Микроконтроллеры и Технологии каталог схем и прошивок

• Вход на сайт
• Создать аккаунт

Имя пользователя

Пароль

Запомнить меня

• Забыли пароль?
• Забыли логин?
• Создать аккаунт

• Создать аккаунт
• Вход на сайт

Часы на ATtiny85 и светодиодной матрице с драйвером HT16K33

Источник питания на ATmega8

Создано: 04 октября 2013

Просмотров: 37579

Ниже представлен проект недорого USB осциллографа с применением STM32 микроконтроллера. Особенности устройства:
— использование очень дешевых STM32F103 микроконтроллеров в LQFP48 корпусе.
— односторонняя печатная плата, удобная для изготовления в домашних условиях.  
— выборка 2x461kSps (2x300kSps в старых версиях), 8 бит, передача данных по USB в реальном времени.

— прошивка по UART.
— диапазон рабочих напряжений 0 — 6.6 Вольт.  Нестандартное входное сопротивление 20 кОм (к несчастью, большее значение вызывает помехи на АЦП. Возможно, это можно исправить использованием ОУ. Обратите внимание: сопротивление может быть увеличено при использовании новой прошивки, которая использует отдельный АЦП для каждого канала).

Сигнал 300 мВ снятый при помощи miniscope v4:

Общая стоимость компонентов не превысила 10$.

Принципиальная схема USB-осциллографа:

Печатная плата — односторонняя, размер 66мм x 36мм.

Среда разработки

Для разработки miniscope v2 необходимо было выбрать среду разработки для STM микроконтроллеров. В этом файле лежат примеры проекта для IAR, Keil, RIDE, HiTop и TrueSTUDIO. К сожалению, не один из них мне не подошел. RIDE и HiTop требуют покупки лицензии через 7 дней. Пробные версии IAR и Keil имеют ограничение на размер кода и забирают очень много дискового пространства. То же самое с TrueSTUDIO.

В результате я выбрал CooCox, дистрибутив которого весит 115 МБ и около ~ 800 МБ после установки и распространяется бесплатно.

Прошивка микроконтроллера

На плате нет JTAG/SWD разъема, так как прошивка должна быть загружена по UART. Чтобы войти в режим загрузки, нажмите и удерживайте кнопку BOOT при нажатии кнопки RESET. Программа STM «Flash Loader Demo» без проблем работает с USB-UART переходником. Нормальное напряжение на выводах микроконтроллера 5В, поэтому можно использовать 5 или 3.3В RS232-UART/USB-UART переходник. Кнопка RESET может быть удалена — микроконтроллер переходит в режим загрузки при нажатой кнопке BOOT если USB подключен. Так как USB подключено без 1.5 кОм подтягивающих резисторов, его необходимо заново подключить после прошивки.

Советы по передаче данных по USB

Используйте CDC в качестве шаблона. Есть две конечных точки BULK. Для повышения скорости CDC потребуются небольшие изменения.

1. Уменьшите значение VCOMPORT_IN_FRAME_INTERVAL. Я не уверен, что значение = 1 подходит при двунаправленной передаче, поэтому я поставил значение = 2.

2. Увеличение значения USART_RX_DATA_SIZE. Я использовал 8192 байт (2 х 4 Кб), но я думаю, что существенной разницы при использовании  4096 байт.

3. Изменение Handle_USBAsynchXfer, т.к. он не будет передавать данные, если USART_Rx_Buffer будет полный. Таким образом, после каждого номера SOF будет отправлен максимальный по номеру байт.

Убедитесь, что на ПК приложение постоянно готово к приему данных. Убедитесь, что приоритет чтения для него выше,  чем у других приложений. Я использовал libusb, поэтому я использовал сочетания usb_submit_async / usb_reap_async для задания очереди запросов чтения.

Я не интересовался высокой скоростью передачи данных с ПК, поэтому у меня нет советов по этому поводу. Miniscope v2c оправляет данные на ПК с максимально возможной скоростью. Данные отправляемые с ПК незначительны (ID запроса, изменение аналогового усиления).

Источник: Tomeko

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

• Назад
• Вперед

• Диммер
• NE555
• ДХО
• Частотный преобразователь
• Жесткий диск
• PCF8583
• PIC16F886
• ATmega32
• ATtiny84
• Игра
• UPDI
• MAX1771
• TL2575
• Sh2106
• К176ИД2
• LM385
• МТ8870
• TDA1552
• PIC12F683
• Автомобиль

DIY USB-осциллограф в спичечной коробке

Представляю «ЛУЧШИЙ В КЛАССЕ», «Полнофункциональный» USB-ОСЦИЛЛОСКОП Сделай сам, который действительно можно сделать своими руками.

Моя цель — предоставить недорогой цифровой запоминающий осциллограф для студентов, начинающих инженеров и любителей.

Этот USB-осциллограф может быть частью лабораторного оборудования в учебных заведениях.

Соберите этот самодельный осциллограф всего за 15 долларов

Я хочу поблагодарить следующие разработки, которые привели к этому оптимизированному решению:

DPScope SE — самый простой настоящий осциллограф/логический анализатор на планете, автор: womai, http://www.instructables.com/id/DPScope-SE-the-simplest-real-oscilloscopelogic-/

DPScope — Создайте свой собственный осциллограф на базе USB/ПК, автор: womai
Недорогой полнофункциональный хобби-осциллограф от womai
http://www.instructables.com/id/LCS-1M-A-Full-Featured-Low-Cost-Hobby-Oscillosc/

ИНТЕРФЕЙС ДЛЯ ЗВУКОВОЙ КАРТЫ ПК ОБЛЕГЧАЕТ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА, автор:
http://www.instructables.com/id/PC-SOUND-CARD-SCOPE-INTERFACE-FACILITATES-DC-RESTO/

от меня
http://www. instructables.com/id/Universal-Analog-Hardware-Testbench/

Analog Experiments Anywhere, от меня
http://www.instructables.com/id/Analog-Experiments-Anywhere/

Двухканальный USB-осциллограф на базе ПК, Гаурав Чаудхари
http://www.circuitvalley.com/2011/07/two-channel-pcbased-oscilloscope-usb.html

Отвечая на комментарии и предложения многих участников:

Я делюсь файлом предохранителя микроконтроллера .Hex для dsPIC30F2020.

Программное обеспечение хост-компьютера было написано как на «Visual Basic.Net», так и на «Python» с открытым исходным кодом, предоставляя кросс-платформенное решение на основе с графическим интерфейсом для платформ Windows и Linux.

Шаг 1: Технические характеристики

Вход

Количество каналов Два

Аналоговая полоса пропускания (большой сигнал), 0,30/0,30/0,70 МГц, для усиления 1/2/5
Аналоговая полоса пропускания (малый сигнал), 12/6/7 МГц, для усиления 1/2/5
Входное сопротивление 1 МОм
Входное соединение Аудиоразъем 3 мм

Вертикальная шкала

От +12,5 В до -12,5 В , Усиление 1
от +6,25 В до – 6,25 В, Усиление 2
от +2,50 В до -2,50 В, Усиление 5

Смещение

от -12,5 В до +7,50 В , Усиление 1 900 13 от -6,25 В до +13,75 В , Усиление 2
от -2,50 В до +17,50 В, Усиление 5

Частота дискретизации

От 1 Мбит/с до 20 Мбит/с0013 от 10 бит/с до 500 кбит/с, от 100 мс/выборка до 2 использований/выборка, нормальный режим

Триггер

Канал 2 / Канал 3 / Авто

Полярность триггера

9 0002 Нарастающий / спадающий фронт

Диапазон срабатывания

+12,5 От В до -12,5 В, Усиление 1
От +6,25 В до – 6,25 В, Усиление 2
От +2,50 В до -2,50 В, Усиление 5

Режимы отображения

Ch2 + Ch3 в зависимости от времени 200 Отсчетов каждый 9 0013 Ч2 против , время 200 выборок
Ch3 против времени 200 выборок
XY Ch2 + Ch3 в зависимости от времени 200 отсчетов каждый
DFT Ch2 400 отсчетов
DFT Ch3 400 отсчетов

Режимы захвата

Одиночный / Повтор / Сохранение

Режимы сохранения

Данные в CSV Fig в несколько форматов

Программное обеспечение для ПК

VB. Net 2.0 / Python 2.6/2.7 Virtual Com Port 115200 бит/с

Блок питания

USB +5 В, 150 мА 9000 3

Шаг 2: Схема блока и описание функций

На рис. 1 показана упрощенная блок-схема системы.

Для удобства переноски устройство питается и управляется от USB-порта ПК.

Конфигурация оптимизирована таким образом, что для обеспечения полной функциональности этого цифрового запоминающего осциллографа требуется всего пять интегральных схем, работающих от одного источника питания +5 В.

FT232R от FDTI представляет собой интерфейс USB-последовательный UART с расширенными функциями, обеспечивающими:

• Одночиповый USB-интерфейс для асинхронной последовательной передачи данных.
• Весь протокол USB обрабатывается чипом.
• Полностью интегрированная 1024-битная EEPROM для хранения дескрипторов устройств и конфигурации ввода/вывода CBUS.
• С полностью встроенными согласующими резисторами USB.
• Полностью интегрированная генерация тактовых импульсов без необходимости использования внешнего кристалла.
• Выбор выхода, обеспечивающий бесклеевой интерфейс с внешним MCU или FPGA.
• И скорость передачи данных от 300 бод до 3 мегабод

Этот чип обеспечивает минимальное количество компонентов интерфейса USB-Serial и используется для связи с хост-ПК для перечисления в качестве устройства USB-UART, настраивая Aj_Scope2 как 200 мА устройство и выступает в качестве интерфейса связи USB.

Устройства MCP6S22 представляют собой усилители с программируемым усилением (PGA) с цифровым управлением, широкой полосой пропускания и высоким входным импедансом, управляемые через последовательный периферийный интерфейс (SPI). Эти устройства обеспечивают входной интерфейс между dsPIC18F14K50 и dsPIC30F2020 и отслеживаемыми внешними аналоговыми сигналами.

Микроконтроллер dsPIC30F2020 реализует основные функции осциллографа.

• Аналого-цифровое преобразование входных сигналов Ch2 и Ch3 с преобразованием сигналов с требуемой частотой дискретизации
• Обработка прерывания триггера
• Ответ на последовательные команды с ПК и отправка обратно полученных данных.
• Также генерируется сигнал «Занято»

Микроконтроллер dsPIC30F2020 идеально подходит для этой задачи, так как он обеспечивает одновременное 2-канальное аналого-цифровое преобразование со скоростью до 1 Мвыб/с, имеет внутренние компараторы, которые могут выполнять функции запуска, обеспечивают ШИМ выходы, которые используются для установки входных напряжений смещения и интерфейс SPI для управления PGA.

Регулятор LM1117 3,3 В обеспечивает опорное напряжение, которое используется для компенсации изменений усиления при изменении напряжения USB +5 В.

Шаг 3: Программное обеспечение на ПК-хосте

Программное обеспечение с графическим интерфейсом на базе Microsoft Windows и Linux было разработано для взаимодействия с Aj_Scope2 через USB-порт ПК.

Visual Basic .Net Код приложения Microsoft Windows

Программа с графическим интерфейсом на основе Visual Basic .Net 2.0 используется для управления функциями Aj_Scope2.

Aj_Scope. exe вместе со связанными файлами ZedGraph.dll и FTDI USB-драйвера были протестированы на совместимость с Windows XP и Windows 7 с .Net 2.0.

* Драйверы FDTI VCP можно загрузить с веб-сайта www.ftdichip.com/‎

Код кроссплатформенного приложения Python с открытым исходным кодом

В качестве альтернативы для управления функциями Aj_Scope2 можно использовать программу с графическим интерфейсом на основе Python.

Исполняемый битовый код Python Aj_Scope.pyc представляет собой кроссплатформенное приложение, которое было протестировано с использованием Python 2.7 в Windows XP и Windows 7, а также в Debian 6.0 («squeeze») и Debian 7.0 («wheezy») с использованием Python 2.6 и Python 2.7 соответственно.

Для установки Python требуются следующие пакеты:
Tkinter, ttk, serial, glob, math, time, csv, numpy и matplotlib

получить доступ к порту VCP, который обычно является /dev/ttyUSB0

 

Подробнее: Самодельный USB-осциллограф в спичечной коробке

Двухканальный осциллограф на базе ПК USB

Оставить комментарий / Interfacing(USB — RS232 — I2c -ISP) Projects / By Ибрар Айюб

Inroduction

Все больше и больше экспериментов теперь проводятся с помощью ПК. Кроме того, традиционные системы сбора данных очень дороги. Поскольку сегодня широко распространены портативные ПК, а подключение через USB является лучшим решением, здесь мы представляем осциллограф, использующий USB-порт ПК, работающий на частоте до 10 кГц с входным напряжением ±16 В. У него гораздо больше улучшенных функций, чем у осциллографа на базе ПК. В качестве основного контроллера в осциллографе используется микросхема PIC18F2550 производства Microchip, что делает осциллограф компактным, так как нет необходимости в дополнительном источнике питания для всей печатной платы.

Описание схемы
В основе этого осциллографа лежит совместимый с USB2.0 микроконтроллер PIC18F2550 от Microchip. Вы также можете использовать IC18F2445 вместо PIC18F2550. Характеристики этого микроконтроллера:

Особенности 18F2550

Программирование

1. До 32 КБ флэш-памяти, 2 КБ ОЗУ и 256 -байт EEPROM
2. Расширенный набор инструкций (оптимизирован для компилятора C)
3. Однотактный умножитель 8×8
4. Последовательное программирование с однополярным питанием и простая отладка

Трансивер USB

1. USB 1. 1 и 2.0 от 1,5 МБ/с до 12 МБ/с
2. Изохронный, массовый и прерывающий режимы передачи
3. 1 КБ ОЗУ доступа, используемое с 32 конечными точками (по 64 байта каждая)

Несколько генераторов и режимов мощности

1. От внутренней 31 кГц до внешней 48 МГц с ФАПЧ
2. Возможное переключение программного обеспечения между режимами «работа», «ожидание» и «спящий режим»

режимов. В спящем режиме ток снижается до 0,1 мкА.

3. Широкий диапазон рабочего напряжения (от 2,0 до 5,5 В). Полезно для аккумулятора

операции.

Полный набор классической периферии

1. Несколько портов ввода/вывода, четыре таймера с захватом/

сравнение

2. Синхронные и асинхронные расширенные модули
3. Потоковый параллельный порт
4. 10-битный модуль АЦП с 13-канальным мультиплексором.

Этот микроконтроллер оснащен приемопередатчиком, совместимым с USB 2. 0, и процессором со скоростью до 12 MIPS.

avobe На рисунке показана схема двухканального осциллографа на базе ПК. MCP6S91 от Microchip Technology представляет собой аналоговый усилитель с программируемым усилением, который хорошо подходит для управления аналого-цифровыми преобразователями (АЦП) и аналогового входа в микроконтроллер PIC. Два усилителя с программируемым усилением MCP6S91 (IC4 и IC5) позволяют выбирать входные диапазоны для каждого из двух каналов, выбирая коэффициент усиления от 1:1 до 32:1. Усилители маленькие, дешевые и простые в использовании. Простой трехпроводной последовательный периферийный интерфейс (SPI) позволяет PIC управлять ими через контакты 5, 6 и 7.

Усилитель MCP6S91 разработан с устройствами ввода CMOS. Он предназначен для предотвращения инверсии фаз, когда входные контакты превышают напряжение питания. Максимальное напряжение, которое можно подать на входной контакт, составляет от –0,3 В (VSS) до +0,3 В (VDD). Входные напряжения, которые превышают этот абсолютный максимум, могут вызвать чрезмерный ток на входных контактах. Ток выше ±2 мА может вызвать проблемы с надежностью. Приложения, которые превышают этот номинал, должны быть внешне ограничены резистором на входном контакте (контакт 3), который является аналоговым входом, и должен иметь напряжение между VSS и VDD. Напряжение на этом выводе сдвигает выходное напряжение. Входами интерфейса SPI являются выбор микросхемы (CS), последовательный ввод (SI) и последовательный тактовый сигнал (SCK). Это управляемые Шмиттом логические входы CMOS.

Единственным недостатком является то, что эти усилители принимают только положительные сигналы. Поэтому используются усилители смещения напряжения LF353 (IC2A и IC3A), по одному на каждый вход канала (см. рис. 1). LF353 представляет собой входной операционный усилитель на полевых транзисторах с внутренней компенсацией входного напряжения смещения. Устройство ввода JFET обеспечивает широкую полосу пропускания, низкие входные токи смещения и токи смещения. Этот усилитель со сдвигом напряжения обеспечивает высокий входной импеданс и коэффициент затухания 1:4,5. Затем входной сигнал ±16 В смещается в диапазон 0-5 В, когда запрограммированное усиление равно 1:1.

Две половины LF353 (IC2B и IC3B) используются в качестве повторителей напряжения для подачи напряжения смещения с низким импедансом (Vref) на программируемые усилители. Это напряжение необходимо точно отрегулировать с помощью двух предустановок на 4,7 кОм, чтобы точно измерить уровень 2,5 В на входах IC2 и IC3, когда входные сигналы заземлены.

Поскольку для операционных усилителей LF353 требуется симметричное напряжение питания, для подачи –5 В на LF353 используется небольшой преобразователь постоянного напряжения ICL7660 (IC1). С его небольшим 8-контактным DIP-корпусом требуется всего два поляризованных конденсатора. ICL7660 можно заменить на MAX1044. MAX1044 и ICL7660 — монолитные КМОП-преобразователи напряжения с переключаемыми конденсаторами, которые инвертируют, удваивают, делят или умножают положительное входное напряжение. Они совместимы по выводам с промышленным стандартом LTC1044 9. 0003

Обзор универсальной последовательной шины

Все данные передаются по симметричным контактам D+/D- с переменной скоростью передачи данных. Положение резистора (R13) на D+ или D- позволяет выбирать между полноскоростным (12 Мбит/с) и низкоскоростным режимами (1,5 Мбит/с). Обратите внимание, что устройства IC18F2550/2455 имеют встроенные подтягивающие резисторы, предназначенные для удовлетворения требований низкоскоростных и полноскоростных USB. Бит UPUEN (UCFG=4) включает внутренние подтяжки. В этом проекте R13 не используется. Также можно использовать внешние подтягивания. Вывод VUSB можно использовать для подтягивания D+ или D-. Подтягивающий резистор должен быть 1,5 кОм (±5%), как того требует спецификация USB 9.0003

Программное обеспечение PIC

Программа для микроконтроллера написана на языке C. MPLAB 8.70 наряду с MPLAB_C18 используется как программный инструмент для разработки. Программные инструменты можно бесплатно загрузить с веб-сайта www. microchip.com. Согласно примечаниям по применению Microchip, программа для чипа сосредоточена на основном цикле, постоянно опрашивающем состояние приемопередатчика USB. Этот цикл никогда не останавливается, и каждая операция USB выполняется за один проход. Все операции инициируются хостом (ПК), который завершается 16-байтовой командой 9.0013 Первый байт команды определяет действия чипа. Возможны четыре действия:
1. Команда 80h: Очищает калибровочную память EEPROM
2. Команда 81h: Получает параметры и сохраняет компенсацию ошибки усиления для двух каналов.
3. Команда 83h: инициирует последовательность калибровки нуля двух каналов. Первый байт команды определяет действия чипа. Возможны четыре действия:
4. Команда 80h: Очистка калибровочной памяти EEPROM
5. Команда 81h: Получение параметров и сохранение компенсации ошибки усиления для двух каналов.
6. Команда 83h: Инициирует последовательность калибровки нуля двух каналов.

Установка драйвера USB.