Mikrokontrolerji s svojo periferijo omogočajo različne kombinacije programske in strojne opreme. S premišljeno izbiro jih moramo glede na zahteve izbrati tako, da iz mikrokontrolerja »iztisnemo« kar največ, s čim manj dodatnimi zunanjimi komponentami, ki lahko hitro postanejo dražje kot sam mikrokontroler. Posledica je seveda dražji (in običajno tudi večji) končni izdelek, ki je zaradi tega na trgu manj konkurenčen v primerjavi s podobnimi izdelki, ki jih ti stroški ne bremenijo v tako veliki meri.
Analogni komparator (primerjalnik)
Analogni komparator (primerjalnik) je že ena od tistih vgrajenih funkcij, ki se je niti ne spomnimo in prej bi na tiskano vezje dodali še en čip, kot pomislili na možnost, da bi nam to delo lahko opravil tudi mikrokontroler!
Tudi v moji zgodovinski knjigi uporabe mikrokontrolerjev ni zapisov o kakšnih komparatorjih, ker jih včasih pač ni bilo. Bilo je samo po sebi razumljivo, da analogna in digitalna elektronika nimata skupaj česa početi, zato v svoja vezja zagledan elektronik tudi ni pričakoval, da bi se to lahko spremenilo! Pa se je! Iznenada se je na digitalnih priključkih mikrokontrolerja pojavila oznaka AIN. To je pomenilo in še danes pomeni Analog INput, analogni vhod. Vedno sta na razpolago vsaj dva priključka, pri nekaterih mikrokontrolerjih pa lahko drugi priključek celo izberemo! Oglejmo si sliko 1, kjer je narisana blok shema delovanja v mikrokontroler vgrajenega analognega komparatorja.
Iz blok sheme, ki jo najdemo v tehnični dokumentaciji posameznega mikrokontrolerja, lahko zelo natančno ocenimo, kateri biti (ki so lahko v različnih registrih) registrov mikrokontrolerja vplivajo na izbiro posamezne možnosti uporabe analognega komparatorja in na katere bite posebnih funkcijskih registrov lahko vpliva s svojim delovanjem.
Delovanje komparatorja
In kako deluje komparator (primerjalnik)? Na neinvertirajoči vhod AIN0 pripeljemo referenčno napetost, to je nam znana napetost, s katero bomo primerjali neznano napetost, ki jo pripeljemo na invertirajoči vhod AIN1 primerjalnika. Naloga komparatorja je, da ti dve napetosti med sabo primerja in če je priključena napetost na njegovem (+) vhodu višja od tiste na njegovem (-) vhodu, se v največ dveh taktih mikrokontrolerja (ki jih potrebuje za sinhronizacijo) postavi bit ACO (Analog Comparator Output) v ACSR registru (Analog Comparator Control and Status Register).
Komparator lahko sproži ločeno prekinitev, ki je predvidena izključno analognemu komparatorju. Uporabnik lahko izbere, kateri dogodek na izhodu komparatorja bo sprožil to prekinitev: prehod med LO in HI stanjem na izhodu (naraščajoči rob signala, rising edge), prehod med HI in LO stanjem na izhodu (padajoči rob signala, falling edge) ali sprememba logičnega stanja na izhodu (output toggle).
Prednost komparatorja je ta, da nam ni potrebno neprestano meriti dveh napetosti in primerjati vrednosti, da bi vedeli ali je potreben preklop v drugo stanje ali ne. Vgrajeni komparator to delo opravlja samostojno, brez našega posredovanja, zato lahko ves procesorski čas namenimo drugim, včasih bolj pomembnim nalogam. Ko nastane dogodek, ki povzroči prekinitev, se prekinitev izvede, v prekinitveni rutini pa potem izvedemo opravila, ki so predvidena in potrebna ob takšnem dogodku.
Elektronika za začetnike – Programiranje mikrokontrolerjev VIII (32)
2012_SE198_44
