Организация защиты средствами atmega8 Опции

[PhX]

Скажу сразу с avr не работал, поэтому просьба сразу не пинать.
Вопрос такой можно ли на меге8 организовать быстродействующую защиту?
Подробнее:
1. На 2 входа мультиплексора ацп меги поступают сигналы которые необходимо сравнить с максимально допустимыми значениями и если один из них его превышает установить ножку порта (например PB1) в 0;
Как я понимаю это просто и выполнимо, однако хочется не зарываясь в ДШ узнать у гуру сколько времени пройдет (тактовая частота 1Мгц) (тактов займет приблизительно) между превышением уровня и установкой нуля на ножке?
2. Сигнал подается на вход встроенного в мегу компаратора, здесь 2 подвопроса:
2.1. Есть ли генератор опорного сигнала для второго входа компаратора или нужно ставить внешний?
2.2. Можно ли очень быстро (единицы мкс) установить туже ножку порта, что и в вопросе1, (например PB1) в 0;

[defunct]

сколько времени пройдет (тактовая частота 1Мгц) (тактов займет приблизительно) между превышением уровня и установкой нуля на ножке?

Если использовать АЦП во free-running режиме, тогда минимальное макс время будет
Tпреобразования (1/Fsampling (Fsampling = 15kHz)) + T(приоритетных обработчиков, если есть) + несколько тактов вход в прерывание. Т.е. можно расчитывать на время до 100мкс.

2.1. Есть ли генератор опорного сигнала для второго входа компаратора или нужно ставить внешний?

Можно использовать опорное с ножки Aref включив при этом АЦП с внутренним опорником (но точность этого опорного +/- 10%).

2.2. Можно ли очень быстро (единицы мкс) установить туже ножку порта, что и в вопросе1, (например PB1) в 0;

Можно.
Срабатывание компаратора с noise canceller'ом - 4 такта, еще 5 тактов вход в прерывание и установка ножки в 0 + 3 такта макс джиттер. (если в системе будут другие прерывания, нужно учесть и длительность их обработки).
По минимуму (если нет других прерываний) время установки 0 на выходе будет 9..12/Fclk.

[Stanislav_S]

Скажу сразу с avr не работал, поэтому просьба сразу не пинать.
Вопрос такой можно ли на меге8 организовать быстродействующую защиту?
Подробнее:
1. На 2 входа мультиплексора ацп меги поступают сигналы которые необходимо сравнить с максимально допустимыми значениями и если один из них его превышает установить ножку порта (например PB1) в 0;
Как я понимаю это просто и выполнимо, однако хочется не зарываясь в ДШ узнать у гуру сколько времени пройдет (тактовая частота 1Мгц) (тактов займет приблизительно) между превышением уровня и установкой нуля на ножке?
2. Сигнал подается на вход встроенного в мегу компаратора, здесь 2 подвопроса:
2.1. Есть ли генератор опорного сигнала для второго входа компаратора или нужно ставить внешний?
2.2. Можно ли очень быстро (единицы мкс) установить туже ножку порта, что и в вопросе1, (например PB1) в 0;

Начните с того, какое быстродействие вам надо получить, и чем мега в этом случае лучше обычного компаратора.

[GDI]

1. Надо понимать что измерение каналов АЦП происходит последовательно, т.е. выполняется последовательность: переключение на вход1 - измерение АЦП (время зависит от честоты дискретизации) - прерывание после завершения преобразования АЦП, затем последовательность повторяется для канала 2 и только во втором по счету прерывании надо сравнить значения 2х измерений и принять решение о установке 0 на ножке порта. Еше рекомендуют делать холостое преобразование после переключения канала, чтобы обнулился УВХ.

2.1. В мегах есть источник опорного напряжения, также можно использовать напряжение питания аналоговой части или внешний опорный источник, он одинаков, для АЦП и компаратора, т.е его настройка влияет на них одновременно.
2.2 На частоте 1МГц у вас такт контроллера равен 1мкс, так что установить ножку за единицы мкс врятли возможно, я не гуру в асме, и по-этому не могу прикинуть сколько это займет с тактах, но мне кажется что не меньше 15 тактов. А почему именно 1МГц, встроенный RC генератор может дать до 8МГц, что намного ускорит реакцию на событие.

[MrYuran]

По минимуму (если нет других прерываний) время установки 0 на выходе будет 9..12/Fclk.

Наверно, можно и быстрее, если подцепить выход компаратора к блоку захвата таймера, а выход захвата использовать для сигнала тревоги. Не будет задержки на вход в прерывание.
А вообще, действительно, лучше использовать внешние "железные" компараторы, а уж мегой обрабатывать "постфактум", если очень хочется.

[defunct]

Наверно, можно и быстрее, если подцепить выход компаратора к блоку захвата таймера, а выход захвата использовать для сигнала тревоги. Не будет задержки на вход в прерывание.

Это идея! только не будет триггер эффекта.
Никогда не догадывался посмотреть изменяется ли ICP пин когда ACO подключен к таймеру.

[PhX]

По минимуму (если нет других прерываний) время установки 0 на выходе будет 9..12/Fclk.

Вообще говоря весьма неплохо, учитывая, что частоту можно поднять до 16 Мгц. Однако решил воспользоваться отдельным компаратором, для пущей уверенности.
Ответами удовлетворен, всем ответившим спасибо.

[SasaVitebsk]

МК применяется для интелектуальной обработки сигнала. Это надо осмыслить.

Например: нормальное значение у вас 30. Аварийное 100. Опасное 95. Нормальным является рост значения = 1 за 10 мс.

1) На МК вы можете По уровню 100 отключать уст-во. По уровню 95 - сигнализировать (Звуковой и световой сигнал) об опасности.
2) Вы можете анализировать изменение вашего сигнала по времени. И если скорость нарастания превышает нормальную, то отключать, например, по уровню 97, что, с учётом запаздывания реакции обеспечит отключение во время.

Ну и так далее. Я же не знаю вашей задачи.

[PhX]

Вы можете анализировать изменение вашего сигнала по времени. И если скорость нарастания превышает нормальную, то отключать, например, по уровню 97, что, с учётом запаздывания реакции обеспечит отключение во время.

Скорость нарастания это производная, а производная это фильтрация, а фильтрация это машинные такты, а лишние машинные такты это выгоревшие части схемы. Анализ хорошо, но иногда оперативность лучше.
Вообще с производными лучше не связываться, уж больно загадочные это звери.

p.s. Извиняюсь за про производную.

[defunct]

Вообще с производными лучше не связываться, уж больно загадочные это звери.

Ок, не надо связываться с производными, но 3 ступени защиты лучше чем одна.

Анализ хорошо, но иногда оперативность лучше.

Чем плохо, если будет одна ступень защиты с быстрой реакцией, и еще две - с медленной?
Кашу маслом не испортишь, можно просигнализировать о наступлении предаварийной ситуации.

[Serjio]

Можно применить АЦП с управляемыми порогами MAX1361-MAX1364.

[SasaVitebsk]

Скорость нарастания это производная, а производная это фильтрация, а фильтрация это машинные такты, а лишние машинные такты это выгоревшие части схемы. Анализ хорошо, но иногда оперативность лучше.
Вообще с производными лучше не связываться, уж больно загадочные это звери.

p.s. Извиняюсь за про производную.

Фильтрация второго порядка даже на 8МГц вполне укладывается в цикл измерения АЦП. Иными словами Вы получите фильтрованный сигнал с запаздыванием на один отсчёт. Это сотни мкс.

Вычислять производную не надо. Если у вас фильтрованный сигнал, то вы всегда можете оценить время нарастания данного сигнала от отсчёта к отсчёту. Если эти данные усреднить, скажем, по 10 выборкам, то вы получите вашу скорость нарастания. Усреднение займёт ~ 15мкс.

....а фильтрация это машинные такты, а лишние машинные такты это выгоревшие части схемы...

Вот именно об обратном идёт речь. То есть если скорость нарастания сигнала превышает допустимую величину, то отключение происходит заранее. В этом весь фокус. Выгорит скорее на компараторе. При высокой скорости нарастания.

Но этот алгоритм я привёл наобум. Просто так. Для того, чтобы выработать верный алгоритм надо чётко знать требования и знать поведение сигнала.

[domowoj]

1. На 2 входа мультиплексора ацп меги поступают сигналы которые необходимо сравнить с максимально допустимыми значениями и если один из них его превышает установить ножку порта (например PB1) в 0;
Как я понимаю это просто и выполнимо, однако хочется не зарываясь в ДШ узнать у гуру сколько времени пройдет (тактовая частота 1Мгц) (тактов займет приблизительно) между превышением уровня и установкой нуля на ножке?
2. Сигнал подается на вход встроенного в мегу компаратора, здесь 2 подвопроса:
2.1. Есть ли генератор опорного сигнала для второго входа компаратора или нужно ставить внешний?
2.2. Можно ли очень быстро (единицы мкс) установить туже ножку порта, что и в вопросе1, (например PB1) в 0;

А Вы, случайно, не рэлЮшками хотите управлять?

[EmbedElektrik]

а может все таки внешний компаратор поставить? Если что-то надо защитить за микросекунды, то это самый дешевый вариант. Тем более в 8ми ногом соике их аж 2 штуки - можно один порог завести на мк типа предупредительный а второй компаратор хардварно отключает нужную цепь

Сообщение отредактировал EmbedElektrik - Aug 5 2008, 17:20

[=GM=]

2.2. Можно ли очень быстро (единицы мкс) установить туже ножку порта, что и в вопросе1, (например PB1) в 0;

Подумал тут, что если делать по опросу, это займёт от 2 до 5 тактов плюс один такт на установку, т.е. время реакции будет 6 тактов. Или 0,375 мкс для 16 Мгц тактовой частоты.

[SasaVitebsk]

а может все таки внешний компаратор поставить?

Не вопрос конечно...
Я помню времена, когда меня на ковёр вызывали за то что я в одном изделии применил 2 микропроцессора. А на один МК приходилось по 20-50 корпусов простой логики. А 751 однокристалка стоила многие десятки $.

Все эти времена давно канули в лету. Стоимость компаратора 0.5$, стоимость atmega8 - 1$. Я, безусловно не призываю везде ставить МК. Но там, где это предоставляет более широкие возможности - почему бы и нет. Тем более что мне это уже стало привычнее, а результат - гибче, надёжность выше.

Так для компаратора, вам придётся применить подстроечный резистор - а это элемент ненадёжности. Для МК можно торировать само значение.

[Боинг749]

Еше рекомендуют делать холостое преобразование после переключения канала, чтобы обнулился УВХ.

А что такое "УВХ" ? samle-hold-ёмкость?

[GDI]

Устройство Выборки-Хранения - samle-hold по английски.

[Боинг749]

Устройство Выборки-Хранения - samle-hold по английски.

Спасибо.. Понял... А я читал, что вроде холостое преобразование делается только при разрешение АЦП (грубо говоря при включении его питания), а после переключения канала нужно просто подождать (не обязательно при этом делать преобразование) чтоб заряд "стёк" с ёмкости.. Нет?

[GDI]

Холостое преобразование надежнее, на мой взгляд, оно гарантировано разрядит емкость, а просто ждать, значит емкость должна разряжаться на входные цепи? А как они выполнены в разных устройствах - неизвестно.

[Боинг749]

Холостое преобразование надежнее, на мой взгляд, оно гарантировано разрядит емкость, а просто ждать, значит емкость должна разряжаться на входные цепи? А как они выполнены в разных устройствах - неизвестно.

Насколько я знаю, то, если не ошибаюсь, входное сопротивление АЦП-входа микроконтроллера сотни (или по-крайней мере, единицы) Мегаом, тогда как выходное сопротивление источника сигнала должно быть не более десятка килоОм.. Это пишет сам же Atmel наверное подразумевая при этом что "sample-hold"-ёмкость должна всё же разряжаться через сопротивление источника сигнала, а не через много сто мегаомовые внутренние цепи микроконтроллера.. Хотя возвожно я и ошибаюсь

Сообщение отредактировал Боинг749 - Aug 25 2008, 16:27

[sKWO]

Насколько я знаю, то, если не ошибаюсь, входное сопротивление микроконтроллера сотни Мегаом, тогда как выходное сопротивление источника сигнала должно быть не более десятка килоОм..

Вы про входное сопротивление АЦП авр? так там приблизительно 30К.

[Боинг749]

Вы про входное сопротивление АЦП авр? так там приблизительно 30К.

А как же datasheet? Вот цитата :

"RAIN Analog Input Resistance 55 100 MΩ"(с) - взято из datasheet на ATmega8 из"Table 103. ADC Characteristics"


Вы не перепутали, случайно, сопртивление ADC-входа и сопротивление подтягивающих резисторов?

Сообщение отредактировал Боинг749 - Aug 25 2008, 16:55

[sKWO]

А как же datasheet? Вот цитата :

"RAIN Analog Input Resistance 55 100 MΩ"(с) - взято из datasheet на ATmega8 из"Table 103. ADC Characteristics"
Вы не перепутали, случайно, сопртивление ADC-входа и сопротивление подтягивающих резисторов?

да, посмотрел ДШ.
есть такое, перепутал с тем, что АЦП оптимизирован под выходное сопротивление источника сигнала до десяти килоом

The ADC is optimized for analog signals with an output impedance of approximately 10 k? or
less. If such a source is used, the sampling time will be negligible. If a source with higher imped-
ance is used, the sampling time will depend on how long time the source needs to charge the
S/H capacitor, with can vary widely. The user is recommended to only use low impedant sources
with slowly varying signals, since this minimizes the required charge transfer to the S/H
capacitor.

[GDI]

Как работает АЦП точно знает только Атмел, потому и надо делать так как они рекомендуют, а они рекомендую холостое преобразование. Дело в том, что нам неизвестно как там все внутри устроено и не происходит ли так, что если мы ждем, то УВХ конденсатор в этом режиме отключен от мультиплексора и разряжается только на входную цепь АЦП, которая имеет сопротивление, как уже указали, сотни мегаом. А если делать преобразование, то УВХ гарантированно подключится к через внутренний мультиплексор к источнику входного сигнала и уровняет с ним потенциалы, что нам и нужно.

[Боинг749]

Как работает АЦП точно знает только Атмел, потому и надо делать так как они рекомендуют, а они рекомендую холостое преобразование.

Согласен. Но они говорят его делать только после разрешения АЦП (фактически при подаче питания на модуль АЦП), а не при каждом переключении канала

[Ph. Anatoliy]

Человек задал вопрос, и в первых же постах был дан ответ. Необходимо использовать внешние компараторы. Если нужно время срабатывания, то применять микроконтроллер.

Но мне очень понравился ход мыслей остальных участников ! Сразу видно легких путей не ищем.

С ув.

Сообщение отредактировал Ph. Anatoliy - Sep 10 2008, 21:19

[SasaVitebsk]

Человек задал вопрос, и в первых же постах был дан ответ. Необходимо использовать внешние компараторы. Если нужно время срабатывания, то применять микроконтроллер.

Но мне очень понравился ход мыслей остальных участников ! Сразу видно легких путей не ищем.

С ув.

Лёгким, является тот путь, который ты знаешь. (Перефразируя)

Автор топика получил бы более полный ответ, если бы сформулировал более точно вопрос.

Приведу пример.
Поставлена задача управлять мощным высоковольтным двигателем постоянного тока. В связи с определёнными проблемами в механике попросили сделать управление двигателем (обработка пускового тока) без МК.

То есть плата рядом с двигателем с кнопкой. Туда же заведено управление от МК. Хочешь от кнопки работай - хочешь от МК.

Реализовано было на компараторе с резистором. Типа защита срабатывает, - обрубается. Это задумано. А реализация оказалась сложнее в 10 раз и угроблено на это время было - куча.
1) Пришлось аппаратно гасить дребезг кнопки.
2) Пришлось вводить обратную связь, чтобы после выключения транзистора, некоторое время он не включался.
3) Усложнился интерфейс с ведущим процессором.

На сегодняшний момент, я бы эту задачу реализовал на какой-нибудь ATMega8.
1) Времени потратил бы в 5 раз меньше.
2) Гашение дребезга программно
3) Разгон-тормажение программно
4) Упростился бы программный интерфейс связи с основным МК. Точнее головной МК просто меньше времени занимался бы управлением, а просто давал бы команды.
5) Физический интерфейс м/у ведущим контроллером и ведомым стал бы более защищённым и цифровым, что явно бы повысило надёжность.