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;

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.


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


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.

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

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.

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.

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

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.

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.

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.

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


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.

Можно применить АЦП с управляемыми порогами MAX1361-MAX1364.

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.



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.

А Вы, случайно, не рэлЮшками хотите управлять?

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

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.

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.

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

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?

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

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?

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

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.

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

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.