1) Управління роботою пристрою;
2) Обробка даних, знятих з АЦП, з метою обчислення СКЗ напруги;
3) Запам'ятовування 2500 попередніх вимірів .
Враховуючи низьку частоту вхідного аналогового сигналу особливих вимог до швидкодії МП не ставиться. Пристрій в цілому повинен характеризуватися по таким параметрам :
а) простотою реалізації ;
б) простотою програмування;
в) дешевизною виконання;
г) малогабаритністю конструкції;
д) можливістю перепрограмування на виконання іншої задачі.
Взявши до уваги вище перелічені вимоги , а також з інших поглядів доцільним бачиться використання МП комплекту КР 580. Центральний процесор на базі МП КР580ИК80А , має 8-розрядну шину даних , 16 - розрядну шину адрес та 5- розрядну шину управління.
Спряження 12-розрядного АЦП та 8 розрядної системної ШД здійснюється за допомогою двох 8-розрядних регістрів памяті КР580ИР82. Таким чином 12- розрядний код АЦП розбивається на 2 слова по 8 біт.
Орієнтований розрахунок об”єму необхідної пам”яті.
В системі необхідно має бути постійна (ROM) та оперативна (RAM) пам”яті.
В ROM зберігається код програми , тому і об”єм постійної памяті і буде визначатись довжиною основної програми та всіх інших підпрограм.
Команди мови Асемблер мають довжину 1-3 байти. Знаючи сумарну кількість команд основної програми MAIN та памяті підпрограм (див розділ 6)
Можна обчислити об”єм необхідної ROM.
ROM=MAIN_LONG*3+SQRT_LONG*3+SUM_LONG*3+POWER_LONG*3+DIVISION_LONG*3+MAKE_SURE_LONG*3
При чому :
MAIN_LONG - кількість команд в основній програмі;
SQRT_LONG - кількість в програмі SQRT;
SUM_LONG - кількість в підпрограмі SUM;
POWER_LONG - кількість в підпрограмі POWER;
DIVISION_LONG - кількість в підпрограмі DIVISION;
MAKE_SURE_LONG - кількість в підпрограмі MAKE_SURE.
Підставивши чисельні значення дістанемо :
ROM=39*3+300*3+20*3+70*3+70*3+30*3=1587 байт
При виборі ВІС памяті ROM необхідно також врахувати те, щоб вона мала 8-розрядну шину даних (для спряження з МП комплектом , КР 580)
Враховуючи вище вказані вимоги до об”єму та способу спряження ROM доцільним є використання постійної памяті на базі ВІС К573РФ8
Коротка характеристика ВІС К573РФ8
- ємність 2048 (2 кБ);
- час вибірки адреси 350 мс;
- струм споживання 100 мА;
- час зберігання інформації при відключеному живленні =2500 год;
- тип корпусу 2121 , 28-8.
Оперативна память (RAM) використовується для тимчасового зберігання проміжних та кінцевих результатів роботи програми , а також для запам'ятовування оперативної інформації (стек).
В даному пристрої в RАM записується 2500 значень вимірів , кожне з яких має довжину 2 байти. Крім цього в оперативну память записується М двохбайтових вибірок (за період Т вхідної напруги U(t)). При частоті дискретизації АЦП Fд=10 кГц і частоті вхідної напруги f=2.0 Гц , маємо М=Fд /f=10/2.0=5
Це число задовільняє співвідношенню теореми Котельникова. Під стек і проміжні результати обчислень виділимо 300 байт . Тоді сумарний об”єм RAM складає :
2500*2+5*2+300=5310 байт
Як і в ROM шина даних RAM повинна мати 8 розрядів. Враховуючи це , а також об”єм RAM будуємо оперативну пам”ять на базі трьох ВІС К537РУ8
Коротка характеристика мікросхеми К537 РУ8.
- має тристабільний вхід, в режимах зберігання і запису керується трьома сигналами
- обмін інформацією відбувається по двохнаправленій шині даних;
- об”єм пам”яті 2048 біт;
- час вибірки 190 мс;
- час звертання 320 мс;
- струм споживання 100 мА
Так як коефіцієнт передачі по напрузі даного підсилювача повинен бути рівним 50 то
R2=50*10*103 - 10*103 = 490 kOm
Оскільки в номінальному ряді опорів немає такого номіналу , то набираємо R2 з двох опорів
R2=R2+R2 R2=470 kOm i R2=39 kOm,
Причому R2 буде змінним опором.
5 Оцінка похибки пристрою.
В проектованому пристрою основний вклад в похибку буде вносити тракт аналогово- цифрового перетворення , а також методичну похибку внесе чисельний метод визначення інтегралу.
При аналого-цифровому перетворенні виникають як статичні, так і динамічні похибки.
Перші є результатом відхилення реальної статичної характеристики АЦП від прямої лінії , другі - результат зміни вхідного сигналу за час дискретизації д .
При вхідному сигналі U(t) АЦП частотою 60 Гц і час дискретизації АЦП д =7.6 мкс - динамічна похибка буде надзвичайно малою (зміна U(t)) = Um*sint за час 2.6 мкс). Тому при обчисленні похибки АЦП будемо враховувати тільки її статичну складову.
АЦП =100/2N ; (5.1)
АЦП=100/212=100/4096;
Похибка чисельного методу :
U.M = h2((b-a)/24)max[a,b] |(sin2x)|
при М=200 отримаєм U.M = 0.014% ; пр=АЦП+U.M
6 Програмна частина.
Програмне забезпечення , що керує роботою пристрою, має блочну структуру і складається з основної програми MAIN та п'яти підпрограм.
1 п/п SQRT - реалізує добування кореня квадратного з чотирьохбайтного числа;
2 п/п POWER - підносить двохбайтне число до квадрату ;
3 п/п DIVISION - ділить чотирьохбайтне число на двохбайтне;
4 п/п SUM - сумує М двохбайтних чисел;
6 п/п MAKE_SURE - перевіряє , чи напруга U(t) знаходиться в фазі І-ї вибірки.
В системі прийняті наступні адреси по пристроях :
0000 - 1FFF - тригер
2000 - 3FFF - регістр RG1
4000 - 5FFF - регістр RG2
6000 - 7FFF - вхід АЦП ERD ;
8000 - DFFF - RAM;
E000 - FFFF - ROM.
Блок-схема програми MAIN.
ні
так
Лістинг основної програми :
LXI H, 9000 H
LXI B, 8000 H
S1 LDA 4000 H
ANA 80 H
IZ S1
LDA 2000 H
INX B
STAX B
LDA 4000 H
LDA 1EEEH
CAU MAKE_SURE
INZ SI
S2 LPAX B
MOV D,A
DCX D
MOV E,A
DCX B
CALL POWER
MOV A,B
XRI 80H
INZ S2
MOV A,C
XRI 01H
CALL SUM
CALL DIVISION
CALL SQRT
MOV H,A
CDI 99H
INZ 53
MOV A,L
CPI C 4H
STAX D
IMP S1
7 Короткий опис конструкції.
Прилад являє собою функціонально закінчений пристрій і може працювати з любим засобом відображення , що мають цифрові входи.
Конструктивно прилад являє собою шассі до якого за допомогою чотирьох гвинтів М6 кріпиться плата.
Робоче положення приладу - вертикальне.
Елементи припаюють до плати припоєм Пр 3 ПОС - 61 ГОСТ 21931- 76 . Для захисту від пошкоджень і корозії плата покривається лаком ЕП- 730 ГОСТ 20834 - 81
Прилад розрахований на роботу в лабораторних умовах.
Список літератури:
1 Зиссос Д. Проектування систем на мікропроцесорах. Переклад з англ. Під редакцією А.И.Петренка. - К : Техніка , 1982 -170 с
2 Кіріанакі А.В. , Гайдучак Р.М “Цыфровые измерения частотно-временных параметров сигналов”. Львів Вища школа , 1987
3 “Микропроцессоры и микропроцесорные комплекты и интегральные микросхемы” Шахнова .И.М Радио и связь1988 г.
4 Коган Б.М , Станих В.В. “Микропроцессоры в цифровой системе”
М : Энергия - 1979 г.
Міністерство освіти і науки України
Страницы: 1, 2, 3
