Съвети и трикове за използване на вградения компаратор в контролери Microchip
За измерване на продължителността на ниските и високите нива на сигнала във входния ШИМ сигнал се използва комбинация от компаратор и таймер 1 с външен активиращ вход (Фигура 4). Когато входът на контролера T1G е нисък, отчитането на таймера 1 е разрешено, когато високото ниво е деактивирано. Използването на компаратор на входа ви позволява да измервате продължителността между падащия ръб и ръба на входния сигнал. За да измерите продължителността между покачването и спада, трябва просто да зададете обратната стойност на изхода на компаратора, като зададете бита CINV в регистъра CMCON.
За да синхронизирате входния сигнал и таймера, трябва да активирате веригата за синхронизация, като зададете бита C2SYNC.
За да се намали броят на фалшивите аларми на веригата, може да се въведе хистерезис както за компаратора с висока граница, така и за ниския. За да направите това, използвайте формулите, за да изчислите резисторите от трик # 3. В този случай за сравнителя на горната граница общата стойност на R2 и R3 е стойността на R2 за изчисляване на хистерезиса.
В компаратора на долната граница добавете Req (1.10 kΩ) между входа на веригата и неинвертиращия вход на компаратора. След това трябва да изчислите резистора за обратна връзка съгласно формули 4 и 5.
Пример за изчисление:
VDD = 5V, VTH = 2,5V, VTL = 2V
R1 = 12 kΩ, R2 = 2,7 kΩ, R3 = 10 kΩ
Получено VTH = 2,57V, VTL = 2,02V
Резисторите R2 или R3 задават необходимото ниво на изходния сигнал при липса на входен сигнал: ако резисторът R2 е инсталиран, тогава изходът ще бъде нисък при липса на входен сигнал, ако R3 е зададен, тогава е висок . Стойността им трябва да бъде с два порядъка по-голяма от R1.
Пример:
Скорост на предаване на данни - 10 Kbps, гранична честота - 500 Hz
Получаваме R1 = 10 kΩ, C1 = 33 μF, R2 = R3 = 500.1000 kΩ
Когато е необходимо да се уловят кратки импулси в системата, се използва еднократна схема. На входния къс импулс той генерира изходен импулс с определена продължителност, който може да бъде обработен от микроконтролера. Схемата, базирана на сравнение, е показана на фигура 8. Тя има две обратни връзки: първата задава хистерезис, а втората задава времето на изходния импулс (въз основа на RC-веригата). Когато на входа на веригата се появи ръб на сигнала, на изхода се генерира положителен импулс с определена продължителност.
Моновибраторът работи по следния начин: когато входът на веригата е нисък, C1 се зарежда до ниво от около 0,7 V (напрежението е ограничено от диод D1 и резистор R1). Стойността на резистора R1 е значително по-малка от R2 и не би трябвало да има голям ефект върху зарядното напрежение. Също така има ниско ниво на изхода на компаратора и напрежение под 0,7 V на неинвертиращия вход (чрез хистерезисна верига, долната граница на която е зададена на 0,7 V). Кондензаторът С2 се зарежда към напрежението между входа на веригата и неинвертиращия вход на компаратора.
Когато на входа на веригата се появи високо ниво, на входа на компаратора се появява напрежение по-високо от 0,7 V и го кара да превключва. В този момент кондензаторът С1 започва да се зарежда през резистора R2. Когато напрежението в него се повиши над горната граница на хистерезиса, компараторът се превключва отново и кондензаторът се разрежда през диод D1 и резистор R1. По този начин веригата преминава в първоначалното си състояние.
Първо трябва да изчислите стойността на резисторите R3, R4 и R5, които задават хистерезиса (вижте рецепция №3). Освен това стойностите на C1 и R2 се изчисляват по формула 8. Диод D1 - всеки импулсен диод с ниско напрежение, R1 - 0,01 от R2, C2 - 100.220 pF.
Пример:
VDD = 5V, VTH = 3.33V, VTL = 1.66V
R1 = R2 = R3 = 10 kΩ
FOSC = 480 Hz => RT = 15 kΩ, CT = 0,1 μF
9. Мултивибратор (трион)
За да се получат трионни сигнали за напрежение на изхода на мултивибратора, е необходима лека модификация на веригата от прием # 8 (Фигура 10).
В началото на цикъла кондензаторът за синхронизация на CT се разрежда през диода. На изхода на компаратора се появява високо ниво, поради което започва зареждането на CT кондензатора през резистора RT. Когато нивото на напрежението се повиши над напрежението на хистерезиса, компараторът превключва. В този момент кондензаторът бързо се разрежда през диода и цикълът се повтаря.
Напрежението в кондензатора се повишава по обратен експоненциален начин; в началния момент от време сегментът на степенния показател може да се счита за линеен, който се използва за генериране на трионното напрежение. Изходът на веригата е напрежението в кондензатора.
При изчисляването е важно да се вземе предвид, че изходното напрежение ще бъде зададено от границите на хистерезисната верига. Освен това напреженията на хистерезиса трябва да бъдат равномерно разпределени в работния диапазон на напреженията на компаратора. Освен това, използвайки формула 10, се изчисляват стойностите на RT и CT.