读匠人手记有惑

只看该作者 · 2008-7-18 20:20

        我在读匠人手记用IO口代替AD转换这一章时，产生了问题。如果我用51单片机的话，也可以吗？51单片机的IO口默认都是FF，输出高电平，PS：我量过的。否则就是低电平。如果输入信号达到门限电压，它就读到1，如果拉低到0电平，它读到的数据就是0。
        匠人大哥的**要求IO口在输入状态时是高阻态，比如P60,P61在输入态，P62是输出1，使电容放电，那电容还接一个VCC，然后P60,P62输入态，P61是输出0电平，使VCC对电容充电，然后P62读到数据是0后，充电结束。如果是51单片机的话，P60,P62作输入态，那必须先置1，（否则如果来的是高电平，它会读成0。），那就是输出高电平了，这样就没办法，P62永远读不到0。我是在网吧里。图只能将就了。
       我在军校的实验室里，里面东西不能拷出来，更不能上网，出来上网要走一个小时，各位高手同情小弟一下，指点指点。

只看该作者 · 2008-7-19 18:53

我很郁闷。难道没人能教教我吗

只看该作者 · 2008-7-19 21:11

有关.其实P61是0啊,不是下拉电平了吗?其实不管怎样的方法都是看外部RC的充或放电时间.只要你灵活掌握了这个,如何测,由你自己决定.这种方法精度不会高,需要能软件或电路消除不同芯片转换电平的差别,不能稳定的参数最好不要出现在结果计算中.

1万 · 2008-7-19 23:34

因为其IO口不能设置输入输出。也就没办法做到高阻态。
适合的芯片包括（但不限于）：PIC、EMC、HT。等等。。。

只看该作者 · 2008-7-20 01:06

51芯片的P0口不是高阻态的吗?不加上拉电阻,输出1时,P0口悬空啊.

4万 · 2008-7-20 12:37

原因不是高阻问题，而是驱动能力太弱，尤其是高电平输出全靠片内上拉电阻实现，跟输入态没什么两样，如此，充电时间不仅非常长，放电时间更是极长，根本没法用，就是P0口也意义不大。不过现在不少51的IO都是增强型的，具有20mA上下拉能力和高阻态，当然理论上也就可以用这个“歪招”了，只是这类51大多带有片内AD，如此招数也就没有用武之地了。
匠人的这招，对很多廉价台系RISC MCU而言是很有价值的，所谓“便宜到家”，追求的就是这个。

只看该作者 · 2008-7-21 10:22

测量的充放电时间是IO口从一个门限电平到另外一个门限电平的时间，关键是门限电平不会是0~Vcc啊！也就是测量的值应该是小于实际值的。
那这个值怎么确定？是要用软件修正吗？
便宜到家不是什么好事，虽然有利于抢占市场，但是对技术不见得有利。我比较欣赏Sony的精品战略（不知道现在是不是）

只看该作者 · 2008-7-21 10:34

规规矩矩把正常电路做好就不错了。

底子不踏实就研究这些“歪门邪道”，小心以后走火入魔。

还是练好了少林拳，再琢磨怎么耍辟邪剑吧。

1万 · 2008-7-21 10:42

一般来说，这种方法，测个室温什么的，还是可以的

1万 · 2008-7-21 12:05

就是精度同样差一些

只看该作者 · 2008-7-21 15:46

只看该作者 · 2008-7-22 17:26

为什么像程序匠人这样的高手都用VB写上位机程序,而不用VC呢?是不是就像匠人习惯用汇编一样,简洁,但却繁琐.看到汇编就头晕.现在最好用的上位机程序软件LABVIEW,建议匠人用一用,比用VB强多了.

1万 · 2008-7-22 17:29

只看该作者 · 2008-7-23 01:30

原理类似，用的元件多些，IO管脚少些，
但是能做到12位分辨率。不过电容要用校正电容才行。
当然，做到12位分辨率是因为测量的结果是对数的。
偶将这个电路用到了音量指示发光条上，太合适了，
因为那个也是需要对数的，连转换都省了，性能超过普通10位AD,
而且对数的AD还真的不好找呢。

只看该作者 · 2008-7-23 02:11

这个图是偶说的那个电路的主体部分，显示驱动没再画出来
主芯片使用的是89C2051,然后同时显示4路声音的音量
用了1片LM324进行峰值滤波，
用了1片LM339进行4路比较，
使用了单片机的INT0中断，还有4个输入输出IO和1个控制IO
如果只是1路的话，可以不用那4个输入输出IO.
工作原理是这样，首先控制IO P3.7输出低电平，
这样Q301导通，对C303进行充电，足够长的时间后，认为充电已经完成，稳定了。
4个输入输出IO可以对任何几路进行屏蔽，也可以采集那几路的状态。
转换开始，P3.7输出高电平，Q301关断，C303通过R303放电。
偶们知道，电容通过电阻放电的曲线是一个对数曲线
τ=RC=0.1u*1.3K=0.00013S=130uS
Ut=U0*e^(-t/τ),每过130uS电压降为原来的36.7879%
经过8.3τ后，电压降为原来的0.0249％，即1/4023.约12位分辨率
经历时间130*8.3=1079uS.
在电容上电压逐渐降低过程中，如果从高于其中允许的一路的电压变为低于，那么比较器就会翻转，然后就会触发INT0中断，这时读取计数值，就可计算得知那一路的电压值。

只看该作者 · 2008-7-23 02:30

误差分析
首先电阻和电容的精度直接影响系统的精度，
电阻误差1%的很好找，但是千分之一的精度很不好找，电容就更难找了，
好在并不要求他们两个都很精确，只要他们两个的乘积精确就可以了
所以电容用低温漂的校正电容，电阻用可调电阻
然后从输入端输入标准信号进行校正,校正后封死或换上固定电阻
另外，比较器的失调电压也会影响精度，
不过好在，比较器的最大失调电压才2mV，
约为5V电源电压的1/2500,只影响1位精度
另外比较器的输入偏置电流为25nA,在1.3K电阻上形成的压降只有32.5uV,4个比较器加在一起也只有130uV的电压，可以忽略不计。
还有一个就是定时准确度
单片机时钟为24MHz,晶震精度至少100PPM,可以忽略不计
关键在于程序上的中断反映时间。
1个机器周期为0.5uS,中断反映时间最大误差为8个机器周期，即4uS
e^4/τ=e^4/130=e^0.030769=1.0312.误差约3%,但是这个3%不是最大量程的3%,而是当前采样的3%,因为是对数采样，
即，如果计算结果是4V,那么误差就是3%,即0.12V,
如果计算结果是400mV,那么误差也是3%，即12mV
所以对精度没有影响，只有计时误差达到总时间1079的1/12时，即90uS才会影响1位分辨率.误差50%.
对于其他误差，比如前级的峰值滤波，还有电源电压波动等，在这里暂不做分析

1万 · 2008-7-23 08:34

quakegod: 你把第14到16楼的贴整理在一起，就可得裤子一条

只看该作者 · 2008-7-23 08:46

1个IO就可以支持sigma-delta测量了。

2万 · 2008-7-23 08:48

效果差不多，做的好的话，可以做到12BIT的分辨率

读匠人手记有惑

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郁闷

一直想看看这本书.P62能否读到0,应该与R2,R3分压

传统的51芯片IO口不适合做这个功能

~~~

51的标准IO确实无法实现

看到这一节，也有疑问

刚入门的还是别研究这些了。

要看具体应用了

51也可以用类似的简易方法

ww

上个星期六到拱北书城逛一圈,买了一本匠人手记.

因为只会用VB嘛，呵呵

偶做的这个比匠人的复杂些

这是电路图

继续

quakegod: 你把第14到16楼的贴整理一下，就可得裤子一条

用了这么多lm324/lm339，弄个sigma-delta多好。

51的话加个三极管就可以做了

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