Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


√радуировочна€ характеристика датчика




ЋјЅќ–ј“ќ–Ќџ≈ –јЅќ“џ є 3, 4

“ема лабораторной работы: ¬вод данных с аналоговых и дискретных датчиков и выдача аналоговых управл€ющих воздействий.

÷ель работы: изучить режимы опроса дискретных и аналоговых датчиков; ознакомитьс€ с устройствами, преобразующими аналоговую информацию в цифровую и обратно; рассмотреть программные средства ввода информации от датчиков в разных режимах и выдачи аналоговых управл€ющих воздействий.

“еоретические положени€

ƒл€ ввода аналоговой информации в компьютерную систему используютс€ аналого-цифровые преобразователи (ј÷ѕ). Ёто устройство характеризуетс€:

- временем преобразовани€ входного аналогового сигнала в двоичный код;

- диапазоном входного аналогового сигнала;

- разр€дностью выходного двоичного кода.

ѕерва€ характеристика вли€ет на то, что входной непрерывный сигнал преобразуетс€ в последовательность дискретных отсчетов в определенные моменты времени. ¬тора€ и треть€ характеристики вли€ют на точность преоб-разовани€, котора€ в числовом выражении равна весу младшего разр€да ј÷ѕ.

ƒискретизаци€ сигнала по времени

√“

 

«ѕ

«ѕ Ц запуск ј÷ѕ Ц сигнал, по фронту (или спаду) которого значение на входе фиксируетс€ в запоминающем устройстве (устройство выборки/хранени€) и начинаетс€ его преобразование в двоичный код;

√“ Ц готовность Ц сигнал, который информирует о том, что преобразовани€ завершены и двоичный код на выходе ј÷ѕ соответствует аналоговому зна-чению на входе в момент поступлени€ сигнала «ѕ. “аким образом, существует интервал от момента поступлени€ сигнала запуска до момента по€влени€ сигнала готовности (врем€, требуемое дл€ преобразовани€ и завис€щее от типа ј÷ѕ и количества значащих единиц в результирующем коде).

 

 

 вантование по уровню.

ѕредположим, что аналоговый сигнал на входе ј÷ѕ мен€етс€ от 0 до 3¬, а ј÷ѕ имеет следующие параметры:

- разр€дность равна 10-ти;

- допустимый диапазон входного сигнала 0 Ц 5¬.

Ќеобходимо определить какой двоичный код на выходе ј÷ѕ соответствует входному сигналу 2¬. ¬озможное количество комбинаций на выходе 210 = 1024.  омбинации могут мен€тьс€ от 0 до 1023. “очность преобразовани€ ј÷ѕ, а значит и вес одного двоичного разр€да равен

0,0048828125 ¬/бит

“очность преобразовани€ означает, что изменение входного сигнала на величину, меньшую 0,0048828125¬ никак не повли€ет на изменение двоичного кода на выходе ј÷ѕ.

ƒл€ определени€ двоичного кода на выходе ј÷ѕ, соответствующего входному аналоговому сигналу 2¬ необходимо:

2¬/0,0048828125 = 409,610 = 1100110012

ѕринцип работы цифро-аналогового преобразовател€ аналогичен ј÷ѕ. ќтличие заключаетс€ только в том, что дл€ ввода аналоговой информации от нескольких аналоговых датчиков необходимо к ј÷ѕ добавл€ть коммутатор, который переключает входной сигнал с одного датчика на другой, а при выдаче управл€ющего аналогового сигнала на несколько исполнительных механизмов необходимо использовать соответствующее количество ÷јѕ.

√радуировочна€ характеристика датчика

ѕод градуировочной характеристикой датчика понимаетс€ зависимость выходного сигнала датчика (напр€жение или ток) от изменени€ измер€емого параметра.  ак правило, это линейна€ характеристика. ¬ случае нелинейности градуировочной характеристики можно с достаточной точностью свести ее к линейной на небольшом интервале изменени€ входного параметра.

о— U, T

 

U

Uвн Цнижн€€ граница измерени€

Tв “ “в Цверхн€€ граница измерени€

Tн U=k*T+Uн; k=tg

Uн

н Ц “в определ€ет интервал измерени€ параметра датчиком.

Uн Ц Uв определ€ет интервал изменени€ выходного сигнала датчика (возможно после усилени€).

–ассмотрим следующий пример:

ƒана емкость с жидкостью, котора€ нагреваетс€ до температуры 52 градуса с помощью газовой горелки.  огда требуема€ температура достигнута, в емкость необходимо долить катализатор до уровн€, фиксируемого датчиком уровн€, дл€ этого открываетс€ клапан 1. Ќагрев продолжаетс€ до температуры 67 градусов, после чего жидкость сливаетс€. —лив жидкости контролируетс€ вторым датчиком уровн€.  огда жидкость слита клапан 2 необходимо закрыть. ƒл€ управлени€ горелкой необходимо подать напр€жение 56 ¬, управление клапанами, производитс€ подачей на двигатель напр€жени€ в соответствии с графиком:

«акрытие Ц обратный процесс.

“емпература жидкости измер€етс€ трем€ датчиками, режим опроса которых:

- сначала первый в течении 3 мин;

- затем второй и третий, пока не достигнута температура 52 градуса;

- опрашиваютс€ все три датчика в цикле.

ѕараметры датчиков:

- диапазон измер€емого параметра 0 ¸ 100 градусов —.

- диапазон выходного сигнала 0.2 ¸ 3.4 ¬;

- интервал опроса Ц 10 сек.

ѕараметры используемого ј÷ѕ: 12 бит, диапазон преобразуемого аналогового сигнала -5 ¬ ¸5 ¬.

ѕараметры ÷јѕ: 10 бит, диапазон 0 ¸ 12 ¬; врем€ преобразовани€ 20 мс.

ƒана процедура TIMER формировани€ временной задержки в 10 мсек.

—труктурна€ схема интерфейса св€зи объекта с Ё¬ћ приведена ниже:

 

ћ Ц мультиплексор;

Ўƒ Ц шина данных;

Ўј Ц шина адреса;

Ў” Ц шина управлени€;

–г Ц регистр;

–г” Ц регистр управлени€;

ƒшј Ц дешифратор адреса;

√ Ц горелка;

 1,  2 Ц клапана;

ƒ“1, ƒ“2, ƒ“3 Ц датчики температуры;

ƒ”1, ƒ”2 Ц датчики уровн€;

INT Ц вход прерывани€;

300h Ц адрес входного регистра:

биты 0-11 Ц цифровой код с ј÷ѕ;

бит 15 Ц сигнал готовности ј÷ѕ;

302h Ц адрес выходного регистра:

биты 0-9 Ц цифровой код на ÷јѕы;

304h Ц адрес регистра управлени€;

биты 0, 1 Ц адрес датчика температуры;

бит 2 Ц сигнал запуска ј÷ѕ;

биты 3, 4 и 5 Ц сигнал запуска ÷јѕ1, ÷јѕ2 и ÷јѕ3 соответственно.

√радуировочна€ характеристика датчика

3,4

 

0,2

0 100

 


 
 

‘рагмент программы опроса датчика в режиме опроса по флагу:

Met3: mov ax, 0000h

mov dx, 304h ѕодают на мультиплексор 0 и запускают ј÷ѕ

out dx, ax

or ax, 4

out dx, ax

mov dx, 300h

Met1: in ax, dx опрос порта 300 в режиме опроса по флагу

test ax, 8000h

jz met1

and ax, 0FFFh; выделение информационных разр€дов

mov t1ax

ѕример программы выдачи управл€ющего воздействи€:

V Ц двоичный код соответствующий управл€ющему сигналу на исполн€ющий механизм, который был получен в результате анализа входной информации.

mov ax, v

mov dx, 302h

mov dx, ax

or ax,8h;запуск ÷јѕ

out dx, ax

¬ременна€ задержка на 20 мс.

—истема прерываний

¬ общем случае систему прерываний можно представить совокупностью программных и аппаратных средств, которые реализуют механизм прерывани€.

  аппаратным средствам относ€тс€:

1. ¬ыводы микропроцессора; INTR Ц входной сигнал прерывани€. Ётот сигнал формируетс€ специальной микросхемой контроллера прерываний 8259ј. INTA Ц выходной сигнал подтверждени€ прерывани€. ѕоступает на одноименный вход микросхемы 8259ј.

2. ћикросхема программируемого контролера прерываний

3. внешнее устройство (таймер, клавиатура, датчики).

  программным средствам относ€тс€:

1. “аблица векторов прерываний.

2. ‘лаг IF Ц регистра флагов микропроцессора, который предназначен дл€ маскировани€ внешних прерываний. ≈сли 0 Ц прерывани€ запрещены, если 1 Ц разрешены.

—труктура программируемого контроллера прерываний к шине данных микропроцессора.

D0 D7

 

 

ЕЕЕЕ..

 

ѕ–ќ√–јћћ»–”≈ћџ…

 ѕ

 

 

IRQ7 ЕЕЕЕЕЕ..IRQ0 INTA INT

INT соедин€етс€ со входом INTR ћѕ.

ѕ ѕ формирует прерывание от 8 источников.

ѕ ѕ имеет 2 состо€ни€:

Ј —осто€ние настройки (программирование);

Ј —осто€ние работы (обычное состо€ние).

ѕ ѕ, в котором производитс€ обычна€ фиксаци€ запросов на прерывани€ (установка в единицу соответствующего бита IRR) и формировани€ управл€ющих сигналов дл€ ћѕ.

–ассмотрим назначение основных структурных компонентов контроллера:

1. регистр IRR Ц это 8ми разр€дный регистр, который фиксирует поступление сигнала на один из входов (т.е. устанавливает единицу в соответствующий разр€д регистра).

2. регистр IMR (маскировани€) Ц 8ми разр€дный регистр, с помощью которого можно запретить обработку запроса на прерывание, поступающего на соответствующий вход регистра IRR. ƒл€ запрета прерывани€ соответствующий бит регистра IMR устанавливают в единицу. Ёта операци€ осуществл€етс€ путем программировани€ порта 21h.

3. регистр ISM Ц это 8ми разр€дный регистр, который указывает какое прерывание в данный момент обрабатываетс€.

4. арбитр приоритета Ц элемент, который разрешает конфликты при одновременном поступлении на входы IRR нескольких прерываний (максимум 8). Ќаивысший приоритет IRQ0.

5. блок управлени€ Ц организует обмен информацией между контроллером прерываний и микропроцессором через шину данных.

–ассмотрим прохождение и обработку прерывани€ от некоторого внешнего устройства, которое поступает на вход IRQ0.

ѕосле по€влени€ этого сигнала прерывани€ нулевой бит IRR устанавливаетс€ в единицу. ≈сли нулевой бит регистра IMR равен нулю, то этот сигнал поступает к арбитру приоритета. ≈сли нет конфликта приоритета, то сигнал поступает на схему управлени€ ѕ ѕ, который формирует сигнал на выход INT и на микропроцессор. ѕри поступлении сигнала на вход INTR микропроцессор:

1. јнализирует флаг IF Ц регистра флагов (флаг разрешени€ внешних прерываний). ≈сли флаг IF равен 1, прерывани€ разрешены (установка флага IF в единицу Ц команда STI, а сброс флага Ц CLI).

2. ≈сли прерывани€ запрещены, то сигнал зависает на входе INTR до момента установки флага IF в единицу.

3. ≈сли прерывани€ разрешены, то процессор формирует сигнал подтверждени€ прерывани€, которое поступает на вход INTA контроллера. ѕо сигналу разрешени€ прерывани€ контроллер сбрасывает нулевой бит регистра ISR и с помощью блока управлени€ формирует адрес вектора прерывани€ (по формуле: єпрерывани€*4+8).

(базовый адрес контроллера прерывани€)

“еперь процессор выполн€ет программную реализацию обработки прерывани€.

ѕроцессор сохран€ет в стеке значение CS и IP, тем самым сохран€етс€ адрес прерванной команды, кроме этого в стеке сохран€етс€ регистр флагов. ѕосле этого флаг IF сбрасываетс€ в ноль. ѕо адресу вектора прерывани€ извлекаетс€ 4 байта: младших 2 байта загружаютс€ в IP, а старшие 2 байта Ц в регистр CS, тем самым осуществл€етс€ переход к программе обработки прерываний.

ѕрограмма обработки прерываний об€зательно должна завершатс€ командой IRET Ц выход из прерывани€. ѕри этом происходит восстановление из стека регистра флагов, IP и CS.

Ќиже приводитс€ пример программы опроса датчика в режиме прерывани€. ¬ качестве сигнала прерывани€ используетс€ сигнал готовности ј÷ѕ, который подаетс€ на вход IPQ2 ѕ ѕ.

Dat proc near

mov dx, 300h

in ax, dx процедура обработки прерывани€

and ax, 0FFFh

iret

endp dat

Start: mov ax, seg dat адрес сегмента

mov 0000:0012h, ax

mov ax, offset dat

mov 0000:0010h, ax

mov ax, 0000h

mov dx, 301h

out dx, ax

or ax, 8000h

out dx, ax

met1:jmp met1 ожидание прерывани€

mov t, ax результат прерывани€

mov ax, 2000h установка коммутатора на следующий канал

mov dx, 301h

out dx, ax

or ax, 8000h

out dx, ax

met2:jmp met2

mov p, ax





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2016-12-05; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 924 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

—тудент всегда отча€нный романтик! ’оть может сдать на двойку романтизм. © Ёдуард ј. јсадов
==> читать все изречени€...

739 - | 562 -


© 2015-2023 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.039 с.