Проектування системи збору даних

Інформатика, програмування

ФІЛІЯ МОСКОВСЬКОЇ ДЕРЖАВНОЇ АКАДЕМІЇ ПРИЛАДОБУДУВАННЯ І ІНФОРМАТИКИ

У М. Углич

Кафедра «Точно ПРРІБОРИ І ВИМІРЮВАЛЬНІ СИСТЕМИ»

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ з дисципліни

«Мікропроцесорна вимірювальна техніка» на тему: «Проектування системи збору даних»

м. Углич 2000

ЗМІСТ
| 1. ВСТУП | 3 |
| 2. ТЕХНІЧНЕ ЗАВДАННЯ | 4 |
| 3. Розробка структурних схем. Узагальнений алгоритм РОБОТИ | 5 |
| 4. РОЗРОБКА І РОЗРАХУНОК ЕЛЕМЕНТІВ Принципова електрична схема | 7 |
| 4.1 Вибір мікропроцесорного комплекту | |
| 4.1.1 Апаратне пару ПК і мікроконтролера | 7 |
| 4.1.2 Вибір кварцового резонатора | 7 |
| 4.1.3 Вибір швидкості прийому/передачі по RS-232 | 8 |
| 4.1.4 Розробка формату прийнятих і переданих даних по RS-232 | 8 |
| 4.2 Вибір буфера RS-232 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... | 9 |
| 4.3 Вибір АЦП. | 9 |
| 4.3.1 Розрахунок похибки вноситься АЦП. | 10 |
| 4.4 Вибір сторожового таймера. | 11 |
| 4.5 Вибір інтегральної мікросхеми операційного підсилювача | 12 |
| 4.5.1 Розрахунок похибок від нормуючим підсилювача | 12 |
| 4.6 Вибір і розрахунок зовнішніх елементів гальванічної розв'язки | 14 |
| | 16 |
| 5. Апроксимації статичні характеристики НЕЛІНІЙНИЙ ДАТЧИКИ | 18 |
| 5.1 Оцінка похибки апроксимації від | |
| | 19 |
| 6. ВИБІР ФОРМАТУ ДАНИХ | 20 |
| 6.1 Оцінка похибки від перекладу коефіцієнтів | 20 |
| 7. Оцінка похибки | 21 |
| 8. Розрахунок споживаної Мошность ОСНОВНИМИ ЕЛЕМЕНТАМИ СХЕМИ | |
| | 22 |
| ДОДАТКИ | |
| Додаток 1 | 23 |
| Додаток 2 | 24 |
| Додаток 3 | 25 |
| Додаток 4 | 26 |
| Додаток 5 | 27 |
| СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ | 34 |

1. ВСТУП
В даний час проектування вимірювальних систем приділяється багаточасу. Робиться великий акцент на застосування в цих системах електронно -цифрових приладів. Висока швидкість вимірювання параметрів, зручна формапредставлення інформації, гнучкий інтерфейс, порівняно невеликапохибка вимірювання в порівнянні з механічними та електромеханічнимизасобами вимірювання всі ці та багато інших переваг роблю данусистему перспективною в розвитку і в подальшому використанні у багатьохгалузях виробництва.
Розвиток мікроелектроніки та широке застосування її виробів в промисловомувиробництві, в пристроях і системах управління найрізноманітнішимиоб'єктами і процесами є в даний час одним з основнихнапрямів науково-технічного прогресу.
Використання мікроконтролерів у виробах не тільки приводить до підвищеннятехніко-економічних показників (надійності, споживаної потужності,габаритних розмірів), але і дозволяє скоротити час розробки виробів таробить їх модифікується, адаптивними, а також дозволяє зменшити їхвартість. Використання мікроконтролерів в системах управліннязабезпечує досягнення високих показників ефективності при низькійвартості.
Системи збору даних в наші дні зробили великий крок вперед і в щільнунаблизилися до використання досконалих електронних технологій. Зараз,багато систем збору даних складаються з аналогового комутатора, підсилювачавибірки-зберігання, АЦП, стали розміщувати на одній інтегральної мікросхеми,що порівняно вплинуло на швидкість обробки даних, зручність увикористанні, і звичайно ж на їх вартість.

3. Розробка структурних схем. Узагальнений алгоритм РОБОТИ
Структурна схема системи збору даних представлена на рис.1

Узагальнена структурна схема системи збору даних.

ДД1, ДД2, ДД3 -- лінійні датчики тиску,

ДД4-нелінійний датчик тиску,

ДКД1, ДКД2 - датчики контролю за тиском

AD7890 - АЦП, УВХ, ИОН, аналоговий комутатор,

98С51 - мікро-ЕОМ,

WDT-сторожовий таймер.

Малюнок 1.
Датчики тиску перетворюють виміряний тиск в електричнийсигнал.
нормуючий підсилювачі перетворюють вихідну напругу з датчиківтиску до вхідного напруження АЦП.
AD7890 (далі АЦП) служить для того щоб, перемикати потрібний каналкомутатора, перетворити аналогову величину напруги до відповідногоїй двійковий цифровий код.
однокристальна мікро-ЕОМ призначена для того, щоб:
. здійснювати розрахунок - Р (код) за відомою статичної характеристики датчика тиску;
. передавати розраховане тиск з послідовного інтерфейсу RS-232 в

ПК.
Буфер послідовного інтерфейсу RS-232 введено в схему, для того щобперетворювати логічні рівні між ПК і мікро-ЕОМ та мікро-ЕОМ і ПК.
Т.К. робота системи здійснюється в автономному режимі і вона непередбачена для роботи з оператором, то до складу системи додаткововводиться інтегральна мікросхема сторожового таймера, призначена длявиведення мікро-ЕОМ зі стану зависання і її скидання при включенні харчування.
Тимчасова діаграма роботи сторожового таймера представлена на аркуші 2графічної частини.
Блок схема узагальненого алгоритму роботи представлена в додатку 4.
При включенні харчування мікро-ЕОМ 89С51 реалізує підпрограмуініціалізації (1. ініціалізація УАПП, 2. установка пріоритету переривань,
7. дозвіл переривань). За запитом від ПК «Вважати виміряний тиск здатчика N »(де N - номер датчика тиску), МП послідовно видає злінії 1 порту 1 (Р1.1), байт даних (у якому 1-ий, 2-ий і 3-й бітивказують на вибір каналу мультиплексора) на вхід АЦП - DATA IN. Прийомкожного біта цього байти відбувається по фронту імпульсів сигналущо надходить на вхід SCLK від МП з лінії 2 порту 1 (Р 1.2). Передача цьогобайти стробіруется сигналом (низький рівень), що надходить на вхід від
МП з лінії 4 порту 1 (див. графічну частину лист 2) Прийнявши байт інформації
АЦП виробляє перемикання потрібного каналу. Після цього МП видаєнегативний імпульс на виведення з лінії 7 порту 1 і по позитивномупереходу цього імпульсу починається процес перетворення напруга вдвійковий код, що надходить від датчика тиску - N. Після закінчення 5.9
(с (час перетворення) АЦП готовий до послідовної передачіотриманого 12-ти розрядного двійкового коду. Процес передачі даних від АЦПдо МП проводиться при стробування сигналу (низький рівень), що надходитьз лінії 5 порту 1 на висновок (див. графічну частину лист 2). Форматпосилки складається з 15-ти біт (перші три біти несуть за собою номервключеного поточного каналу, а інші 12 біт двійковий код). Прийнявшидвійковий код, МП шляхом математичних обчислень (див. п.5) знаходитьзалежність Р (код) і посилає в ПК по послідовному інтерфейсу RS-232отримане значення тиску P. На цьому цикл роботи системи закінчується.

4. РОЗРОБКА І РОЗРАХУНОК ЕЛЕМЕНТІВ Принципова електрична схема
4.1 Вибір мікропроцесорного комплекту
У відповідності із завданням ядром системи послужила однокристальна мікро-
ЕОМ 89С51 фірми Atmel.
Основні характеристики однокристальної мікро-ЕОМ 89С51:
• Сумісна з однокристальної мікро-ЕОМ серії MCS-51 ™
• 4Kb ре-програмованої флеш пам'яті
- допустимо: 1000 циклів Записи/стирання
• Робочий діапазон частоти синхронізації: від 0 Гц до 24 МГц
• 128 x 8-біт вбудованого ОЗУ
• 32 програмованих I/O лінії
• Два 16-розрядних таймер/лічильника
• Сім джерел зовнішніх переривань
• Програмований УАПП
• Можливість включення режиму зниженого енергоспоживання

4.1.1 Апаратне пару ПК і мікроконтролера
Для вирішення завдання сполучення ПК і мікроконтролера було вирішеновикористовувати інтерфейс RS-232C.
Послідовний порт використовується як універсального асинхронногоприйомопередатчика (УАПП) з фіксованою або змінною швидкістюпослідовного обміну інформацією і можливістю дуплексного включення.
Послідовний інтерфейс мікроконтролера МК-51 може працювати внаступних чотирьох режимах:
. Режим 0. Інформація передається і приймається через вхід RxD приймача

(висновок P3.0). Через вихід передавача TxD (висновок P3.1) видаються імпульси синхронізації, стробірующіе кожен передається або приймається біт інформації. Формат посилки - 8 біт. Частота прийому та передачі - тактова частота мікроконтролера.
. Режим 1. Інформація передається через вихід передавача TxD, а приймається через вхід приймача RxD. Формат посилки - 10 біт: старт-біт (нуль), вісім біт даних, програмований дев'ятого біт і стоп-біт (одиниця).

Частота прийому та передачі задається таймером/лічильником 1.
. Режим 2. Інформація передається через вихід передавача TxD, а приймається через вхід приймача RxD. Формат посилки - 11 біт: старт-біт (нуль), вісім біт даних, програмований дев'ятого біт і 2 стоп-біта (одиниці).

надсилаєте дев'ятий біт даних приймає значення біта ТВ8 з реєстру спеціальних функцій SCON. Біт ТВ8 в регістрі SCON може бути програмно встановлений в «0» або в «1», або до нього, наприклад, можна помістити значення біта Р з регістра PSW для підвищення достовірності прийнятої інформації (контроль за паритетом). При прийомі дев'ятого біт даних прийнятої посилки надходить в біт RB8 регістра SCON. Частота прийому та передачі в режимі 2 задається програмно і може дорівнювати тактовою частотою мікроконтролера діленої на 32 або на 64.
. Режим 3. Режим 3 повністю ідентичний режиму 2 за винятком частоти прийому та передачі, яка в режимі 3 задається таймером/лічильником 1.
Для реалізації обміну інформацією між ПК і мікро найбільшзручним є режим 2, тому що для роботи в цьому режимі не потрібнотаймер/лічильник. Цей режим повністю задовольняє пред'явленимвимогам.

4.1.2 Вибір кварцового резонатора

Для роботи МП необхідний кварцовий резонатор який підключається довисновків XTAL1 і XTAL2 (див. графічну частину курсового проекту, лист 1)
Робоча частота кварцового резонатора безпосередньо пов'язана зі швидкістюроботи УАПП, ми обираємо з п.1 fрез = 11.059 МГц

4.1.3 Вибір швидкості прийому/передачі по RS-232
Швидкість прийому/передачі, тобто частота роботи універсального асинхронногоприйомопередатчика (УАПП) в режимі 2 залежить від значення керуючого біта
SMOD в реєстрі спеціальних функцій.
Частота передачі визначається виразом: f = (2SMOD/64) fрез.
Іншими словами, при SMOD = 0 частота передачі дорівнює (1/64) fрез, а при SMOD = 1дорівнює (1/32) fрез.
Виходячи з вищевикладеного, виберемо частоту прийому даних при SMOD = 1. Якщоfрез = 11,059 МГц, тоді частота прийому даних буде 19,2 КБод.
Інші значення частот кварцу можуть бути обрані з таблиць в п.1 та п.2.
4.1.4 Розробка формату прийнятих і переданих даних по RS-232
Формат прийнятих і переданих даних майже повністю описаний режимом 2роботи послідовного інтерфейсу.
Формат повинен складатися з 11 біт:
. стартовий біт - нуль;
. вісім біт даних;
. дев'ятого біт - контроль за паритетом, для підвищення достовірності прийнятої інформації;
. два степових біта - одиниці.

4.2 Вибір буфера RS-232
Обмін даними між ПК і мікро проводитиметься запослідовного інтерфейсу RS-232. Оскільки стандартний рівень сигналів RS-
232 - -12 В і 12 В, а стандартний рівень сигналів асинхронного інтерфейсумікроконтролера 89С51 - +5 В необхідно забезпечити узгодження рівнівміж RS-232 і 89С51. Перетворення напруги вироблятиме цифроваінтегральна мікросхема ADM 202E. Вибір даної мікросхеми був проведенийвиходячи з ТЗ (технічне завдання). Основні характеристики цифровоїінтегральної мікросхеми ADM 202E наведено в табл. 3.

Таблиця 3.

Основні характеристики цифрової інтегральної мікросхеми ADM 202E
| Параметр | Мінімальний | Максимальний | Одиниця |
| | | | Вимір |
| Напруга живлення | 4.5 | 5.5 | В |
| Нижній вхідний лог. | | 0.8 | В |
| поріг | | | |
| Високий вхідний лог. | 2.4 | | В |
| поріг | | | |
| RS-232 приймач | | | |
| Вхідна допустиме | -30 | 30 | В |
| напр. | | | |
| Вхідний нижній парог | 0.4 | | В |
| Вхідний високий | | 2.4 | В |
| парог | | | |
| | | Продовження таблиці 3 |
| RS-232 передавач | | | |
| Вихідний розмах | - 5 | | В |
| напр. | | | |
| СОПР. Виходу | 300 | | Ом |
| передавача | | | |
| Температурний | -40 | +85 | ° C |
| діапазон | | | |

Функціональна блок-схема інтегральної мікросхеми ADM 202E представленана рис.2

Функціональна блок-схема інтегральної мікросхеми ADM 202E

Малюнок. 2
4.3 Вибір АЦП.
Як аналого-цифрового перетворювача послужила інтегральнамікросхема фірми Analog Devices - AD7890-2. Вибір даної мікросхеми бувзроблений виходячи з ТЗ
Основні характеристики:
• 12-розрядний АЦП, час перетворення 5.9 мкс
• Вісім вхідних аналогових каналів
• Вхідний діапазон: від 0 В до +2.5 В
• Роздільний доступ до мультиплексору і до АЦП
• Вбудований джерело опорної напруги +2.5 В (можливе підключення зовнішнього.)
• Висока швидкість, «гнучкість», послідовний інтерфейс
• Низька споживана потужність (50 мВт максимум)
• Режим зниженого енергоспоживання (75 мкВт).
Функціональна блок-схема інтегральної мікросхеми AD 7890-2 представленана рис.3

Функціональна блок-схема інтегральної мікросхеми AD 7890-2

Малюнок 3

4.3.1 Розрахунок похибки вноситься АЦП.
АЦП вносить наступні види похибок:
. нелінійності (похибка нелінійності-це максимальне відхилення лінеарізованной реальної характеристики перетворення від прямої лінії, що проходить через крайні точки цієї характеристики перетворення АЦП.);
. диференціальної нелінійності (похибка диференціальної нелінійності-це відхилення фактичної різниці рівнів (вхідного сигналу АЦП), що відповідає двом сусіднім перемикання коду, від ідеального значення цієї різниці, яка дорівнює 1 МЗР. Для ідеального АЦП різниця рівнів між сусідніми перемиканнями коду в точності дорівнює 1 МЗР.) ;
. похибка повної шкали (похибка повної шкали-це відхилення рівня вхідного сигналу, що відповідає останньому перемикання коду від ідеального значення, після того як була відкоректована похибка біполярного нуля.);
У табл. 4 наведені похибки взяті з каталогу, на інтегральнумікросхему AD7890 фірми Analog Devices

Таблиця 4

Основний похибки інтегральної мікросхеми AD7890
| Вид похибки | Значення |% |
| Інтегральна нелінійність | (1 МЗР | 0.0244 |
| Диференціальна | (1 МЗР | 0.0244 |
| нелінійність | | |
| Повної шкали | (2.5 МЗР | 0.061 |
| Загальна ((АЦП) | | 0,1098 |

4.4 Вибір сторожового таймера.
Оскільки робота системи відбувається в автономному режимі і не передбачаєроботу оператора з нею, то для випадку зависання мікро-ЕОМ у схему системизбору даних додається інтегральна мікросхема MAX690AMJA - сторожовийтаймер. Виконує дві основні функції: виведення МП зі станузависання і скидання МП при включенні харчування.
Основні характеристики інтегральної мікросхеми МАХ690AMJA:
• Час скидання: 200 мС
• Робочий діапазон напруги живлення: від 1 до 5.5 В
• Струм: 200 мкА • температурний діапазон експлуатації: від -55 до 125 ° C.

4.5 Вибір інтегральної мікросхеми операційного підсилювача

нормуючий підсилювач виконаний на аналогової мікросхемі OP-27А (операційний підсилювач), виконаної у восьми контактному DIP-корпусі.

Основні хар-ки операційного підсилювача OP-27A наведені в табл.5.

Таблиця 5

У сис?? йому збору даних входять три лінійних і один нелінійний датчикитиску. Вихідний діапазон напруги нелінійного датчика тискустановить -2.5 .. +2.5, в вхідний діапазон АЦП - 0 .. +2.5. Узгодити рівнінапруги виходу датчика тиску і входу АЦП можна за допомогою схемипредставленої на рис. 4. Дана схема складається з: операційного підсилювача
- DA1, повторювача напруги - DA2, схеми зміщення - R1 і R2, схеми захисту
- VD1 і VD2 .. Для того щоб не навантажувати джерело опорної напруги [1] всклад схеми нормуючим підсилювача вводиться повторювач напруги. Данасхема вносить в ССД похибка.

нормуючий підсилювач

R1, R2 - 40 Ком,

R3 - 20 Кім.

VD1, VD2 - схема захисту

Малюнок 4

4.5.1 Розрахунок похибок нормуючим підсилювача
Сумарна похибка нормуючим підсилювача складається з похибкинапруги зміщення ((Uсм), похибки струму зсуву ((Iсдв), похибкизворотного струму діодів (У схемі захисту використовуються діоди марки 1N914A ззворотним струмом витоку IД ОБР .= 25 нА. Розглянемо найгірший випадок, коли IД
ОБР .== 2 * IД ОБР.) ((Iд обр.), Похибки КООС ((КООС), похибкирозкиду параметрів опорів від номінального значення ((R1 R2 MAX).
Оцінка похибки від напруги зміщення ((Uсм)

(Uсм = Uсм * Ку де Ку - коефіцієнт посилення (у нашому випадку Ку = 1 )

(Uсм = 25 мкВ

(Uсм% =

(Uсм% = 0.001%
Оцінка похибки від зворотного струму діодів ((Iд обр )

U + д = IД ОБР .* R2

U + д = 0.002

(Iд обр = U + д * Ку (Iд обр = 2 мВ

(Iд обр% =

(Iд обр% = 0.0016
Оцінка похибки від КООС ((КООС)

, де Кд - коефіцієнт підсилення диференціального сигналу (Кд = 1);

КС - коефіцієнт посилення синфазних сигналу

КС = 1/501190

КС = 1.96 * 10-6

(КООС = Uвх СИН MAX * KC, де Uвх СИН MAX - синфазних Максимальна вхідна напруга (Uвх СИН
MAX = 2.5 В).

(КООС = 2.5 * 1.996 * 10-6

(КООС = 7.7 мкВ

(КООС% =

(КООС% = 0.0003
Оцінка похибки від струму зсуву ((Iсдв)

U + = IСДВ * R2 де U + - див мал.4

U + = 0.7 мкВ

(Iсдв = U + * Ку

(Iсдв = 0.7 мкВ

(Iсдв% =

(Iсдв% = 0.00004%
Оцінка похибки вноситься розкиду опорів R1 і R2 від їхномінального значення.
Для того щоб зменшити погрішність вибираємо опору з відхиленнямивід номінального значення ± 0.05%

R1MIN = 39,996 Ом

R2MAX = 40,004 Ом
струм протікає через R1 і R2 буде

І тоді загальна похибка нормуючим підсилювача буде дорівнює

(НУ = (((R1R1max + (Iсдв + (КООС + (Iд обр + (Uсм)/Ку) * 100

| (НУ = 0.0277778% | (1) |

4.6 Вибір і розрахунок зовнішніх елементів гальванічної розв'язки
Як елементи гальванічної розв'язки використовується цифровамікросхема 249ЛП5 - Оптоелектронний перемикач на основі діодних оптопаривиконаних у металлостеклянном корпусі. основні характеристики цифровоїмікросхеми 249ЛП5 наведено в табл. 5.

Таблиця 5

Принципова схема підключення елемента гальванічної розв'язки ввідповідно до ТЗ наведено на рис. 5

Схема включення елемента гальванічної розв'язки

VT1-КТ3102Г (h21Е = 100),

R2, VT1-схема посилення вхідного струму, Малюнок 5
Вихідний струм ДКД посилюється за допомогою транзистора VT1 тому максимальнийвихідний струм датчика контролю за тиском менше, ніж вхідна схема елементагальвано розв'язки.
Значення опору R1 можна розрахувати за такою формулою

при IД = 5 мА, а значення опору R2 буде одно

де UБЕ VT1 - напруга насичення на переході база -- емітер транзистора
VT1; UВХ_МIN - мінімальна вхідна напруга (2.4 В - рівень ТТЛШ);

Іб - струм протікає через базу VT1

де IК - струм протікає через колектор VT1 (IК = IД)

5. Апроксимації статичні характеристики НЕЛІНІЙНИЙ ДАТЧИКИ
Рівняння апроксимувати ділянки статичної характеристикинелінійного датчика виглядає наступним чином:

| U (p) = a * p + b, | (2) |

де a і b - коефіцієнти, подані у формі чисел з фіксованоюточкою.
З АЦП приходить 12-ти розрядний код в діапазоні 0 .. 4095, що відповідаєдіапазону вхідної напруги 0 ... +2.5 В.
Роздільну здатність по напрузі можна розрахувати як:

| U = код * МЗР (Молодший значущий Розряд) | (3) |

де МЗР = де Uвх MAX - Максимальна вхідна напруга подається на вхід
АЦП;

Uвх MIN - мінімальна вхідна напруга подається на вхід

Висловивши p з (2) та взявши до уваги (3), формула знаходження тиску віднапруги прийме наступний вигляд:

| | (3) |

Для зменшення похибки апроксимації статична характеристиканелінійного датчика тиску ділиться на 4 рівних відрізка і знаходятьсякоефіцієнти a і b (див. табл.6) для рівняння виду p (код) = a * код + bописує кожен з цих відрізків.

Таблиця 6

Таблиця переведених коефіцієнтів
| № ділянки | a10 | b10 | a16 | b16 |
| 1 | 0.001203 | 0.010377 | 0.004edf | 0.02a8 |
| 2 | 0.001206 | 0.007413 | 0.004f03 | 0.01e5 |
| 3 | 0.001219 | -0.02094 | 0.004fe5 | 0.055c |
| 4 | 0.001245 | -0.101148 | 0.005197 | 0.19e4 |

Апроксимація статичної характеристики нелінійного датчика тискубула зроблена за допомогою програми MATHCAD 8.0 (см п.5)

5.1 Оцінка похибки апроксимації
Оцінка цієї похибки була проведена на програмі MATHCAD 8.0 (смп.4), і вона становить (АПР = 0.093%

6. ВИБІР ФОРМАТУ ДАНИХ
У курсовому проекті вибрано формат чисел з фіксованою крапкою.
Для коефіцієнтів a виділяється три байти під дробову частина і один байтпід цілу частину, а для b два байти під дробову частину і один байт під цілучастина Для коду достатньо двох байт, а для результату три байти під цілу ідва байти під дробову частини відповідно.
6.1 Оцінка похибки від перекладу коефіцієнтів
Відповідно до вибраного форматом даних дану похибку можна знайтитак:

(пер.коеф = (k * код + (b = 2-24 * 4096-2-16
| (пер.коеф = 0.044% | (4) |

7. ОЦІНКА Похибка
При розрахунках в курсовій роботі ми оцінили похибки виникають від АЦП,апроксимації, що нормують підсилювача та інших. Сумарна похибка всій
ССД дорівнює сумі знайдених похибок, тобто:

(СУМ = (АЦП + (НУ + (АПР + (пер.коеф де (АЦП - похибка вноситься від АЦП (см табл.4);

(НУ - похибка від нормуючим підсилювача (див. ф. (1 ));

(АПР - похибка від апроксимації (см.п.4);

( пер.коеф - похибка від перекладу коефіцієнтів (див. 4)

(СУМ = 0,1098 +?? +0.093 +0.044

8. Розрахунок споживаної Мошность ОСНОВНИМИ ЕЛЕМЕНТАМИ СХЕМИ
Зразкову споживану потужність можна знайти за формулою

де РМП - потужність споживана МП (РМП = 0,1 Вт);

РАЦП - потужність споживана АЦП (РАЦП = 0.0050 Вт);

РWDT - потужність споживана сторожовим таймером (РWDT = 0.001);

PБУФ - потужність споживана буфером порту RS-232 (PБУФ = 0.01);

PОУ - потужність споживана операційним підсилювачем (PОУ = 0.09);

ПРОГРАМИ

Додаток 1

Точні значення кварцев

| Кратність | Швидкість передачі | Частота кварцу (МГц) |
| | (Кбод) | |
| | | SMOD = 0 (1/64) | SMOD = 1 (1/32) |
| 1 | 115,2 | 7,3728 | 3,6864 |
| 2 | 57,6 | 3,6864 | 1,8432 |
| 3 | 38,4 | 2,4576 | 1,2288 |
| 4 | 28,8 | 1,8432 | 0,9216 |
| 5 | 23,04 | 1,4746 | 0,73728 |
| 6 | 19,2 | 1,2288 | 0,6144 |
| 7 | 16,457142 | 1,053257 | 0,526628 |
| 8 | 14,4 | 0,9216 | 0,4608 |
| 9 | 12,8 | 0,8192 | 0,4096 |
| 10 | 11,52 | 0,73728 | 0,36864 |
| 12 | 9,2 | 0,6144 | 0,3072 |

Додаток 2

Можливі значення кварцев

SMOD = 0
| Кратність | Швидкість передачі | Частота кварцу (МГц) |
| | (Кбод) | |
| | | SMOD = 0 (1/64) | SMOD = 1 (1/32) |
| 1 | 115,2 | 7,366503 | 7,378725 |
| 2 | 57,6 | 3,673807 | 3,698251 |
| 3 | 38,4 | 2,438711 | 2,475377 |
| 4 | 28,8 | 1,818014 | 1,866903 |
| 5 | 23,04 | 1,443078 | 1,504189 |
| 6 | 19,2 | 1,191022 | 1,264355 |
| 7 | 16,457142 | 1,009183 | 1,094738 |
| 8 | 14,4 | 0,871229 | 0,969007 |
| 9 | 12,8 | 0,762533 | 0,872533 |
| 10 | 11,52 | 0,674317 | 0,796539 |
| 12 | 9,2 | 0,538844 | 0,685511 |

SMOD = 1
| Кратність | Швидкість передачі | Частота кварцу (МГц) |
| | (Кбод) | |
| | | SMOD = 0 (1/64) | SMOD = 1 (1/32) |
| 1 | 115,2 | 3,683252 | 3,689363 |
| 2 | 57,6 | 1,836904 | 1,849126 |
| 3 | 38,4 | 1,219356 | 1,237689 |
| 4 | 28,8 | 0,909007 | 0,933452 |
| 5 | 23,04 | 0,721539 | 0,752095 |
| 6 | 19,2 | 0,595511 | 0,632178 |
| 7 | 16,457142 | 0,504592 | 0,547369 |
| 8 | 14,4 | 0,435615 | 0,484504 |
| 9 | 12,8 | 0,381267 | 0,436267 |
| 10 | 11,52 | 0,337159 | 0,398270 |
| 12 | 9,2 | 0,269422 | 0,342756 |

Додаток 3 узагальнений алгоритм РОБОТИ

Ні

Так

Додаток 5

Підпрограма ініціалізації

MOV SCON, # 10010000b; встановлюється другий режим УАПП

SETB 87h, 1; SMOD = 1

MOV IP, # 00010000b; високий рівень пріоритету переривання уприйому передавача

MOV IE, # 10010000b; дозволяємо переривання

Підпрограма записи 12-ти біт в керуючий регістр AD7890

SETB P1.2; Встановлюємо лінію SCLK

SETB P1.4; Встановлюємо лінію TFS

MOV R1, 0Ch; організовуємо лічильник переданих біт (12)

MOV A, R0; завантажуємо а акумулятор передаються біти
MET0: RRC A; проштовхує в прапор З передається біт

MOV P1.1, C; виставляємо передається біт на Р1.1

ACALL DELAY; очікуємо

CPL P1.2; інверсія Р1.2

ACALL DELAY; очікуємо

CPL P1.2; інверсія Р1.2

DJNZ R2, MET0

CPL P1.4

Підпрограма затримки на 0.006 сек.

DELAY: MOV R0, C8h

MET1: NOP

DJNZ R0, MET1

RET
Підпрограма затримки на 0.6 сек.

DELAY2: MOV R0, Ah

`MOV R1, Ah
MET1: NOP
MET2: NOP

DJNZ R1, MET2

DJNZ R0, MET1

RET

Підпрограма роботи сWDT

ACALL DELAY2; очікуємо

CPL P1.6

ACALL DELAY2; очікуємо

CPL P1.6

Підпрограма читання 15-ти біт з лінії DATA OUT AD7890

SETB P1.2; Встановлюємо лінію SCLK

SETB P1.3; Встановлюємо лінію RFS

MOV R2, 08h; організовуємо лічильник прийнятих біт в акумулятор

(якщо R2 = 0 - акумулятор повний

ACALL DELAY; очікуємо

CPL P1.2; інверсія Р1.2 ACALL DELAY; очікуємо

CPL P1.2; інверсія Р1.2

MET0: MOV C, P1.0; приймаємо біт на Р1.0 і відправляємо його в прапор

RLC A; дістаємо з прапора З прийнятий біт

DEC R2

JZ MET2; якщо байт прийнятий R2 = 0

MOV R3, A; тоді занесемо з А в R3 прийнятий байт

CLR A; і обнулив акумулятор, якщо не прийнято то -
MET2: ACALL DELAY; очікуємо

CPL P1.2; інверсія Р1.2

ACALL DELAY; очікуємо

DJNZ R2, MET0

MOV R2, 07h; взяли перші вісім біт, тепер прийме ще сім

CPL P1.2; інверсія Р1.2
MET3: MOV C, P1.0; приймаємо біт на Р1.0 і відправляємо його в прапор

RLC A; дістаємо з прапора З прийнятий біт

DEC R2 JZ MET4

MOV R4, A

CLR A
MET4: ACALL DELAY; очікуємо

CPL P1.2; інверсія Р1.2

ACALL DELAY; очікуємо

DJNZ R2, MET3; ну от, і все готове молодша частина посилки знаходиться (8 біт) в R3, а старша (7 біт) в R4
CPL P1.4

; Підпрограма вибору коефіцієнтів нелінійного датчика

MOV DPL, 00h

MOV DPH, 04h

MOV A, # 00001100b

ANL A, R0

RL A

CLR 0D4H

CLR 0D3H

MOV R0, # 0AH

MOV R1, # 04H
M1: MOV A, # 06H

MOVC A, @ A + DPTR

MOV @ R0, A

INC R6

INC R0

DJNZ R1, M1

END
; Підпрограма множення двох байт (регістри R0, R1 - 1-ий банк) на три
(регістри; R2, R3, R4 - 1-ий банк), результат міститься в R3, R4, R5, R6,
R7 - 0-ї; банк.

MOV R4, # 0h

MOV R5, # 0h

MOV R6, # 0h

MOV R7, # 0h

MOV R3, # 0h

MOV R0, # 10hme1: SETB 0D3h

CLR 0D4h

MOV A, R0

RRC A

MOV R0, A

MOV A, R1

RRC A

MOV R1, A

JNC me2

MOV A, R4 ADD A, 5h

MOV 5h, A

MOV A, R3

ADDC A, 4h

MOV 4h, A

MOV A, R2

ADDC A, 3h

MOV 3h, Ame2: CLR 0D4h

CLR 0D3h

MOV A, R4

RRC A

MOV R4, A

MOV A, R5

RRC A

MOV R5, A

MOV A, R6

RRC A MOV R6, A

MOV A, R7

RRC A

MOV R7, A

DJNZ r0, MET1
; Підпрограма складання п'яти байт (R3, R4, R5, R6, R7 - 0-ий банк.
;) З двома (R2 (0Dh), R3 (0Eh) - 0-ий банк), результат міститься в R3 (13h),
; R4 (14h), R5 (15h), R6 (16h), R7 (17h) - 2-й банк.

CLR 0D3H;

CLR 0D4H;

MOV A, R5

ADD A, R3

MOV 12H, A

MOV A, R4

ADDC A, R2

MOV 11H, A

JNC M1

MOV A, # 01

ADD A, 11H

MOV 11H, A

JNC M1

MOV A, # 01H

ADD A, 10H

MOV 10H, A

MOV 14h, 0Ch

MOV 13h, 0Bh
M1: CLR 0D3H

SETB 0D4H

END
Підпрограма передачі п'яти байт що знаходяться в R3 R4 R5 R6 R7.
; Вибір другого банку

SETB 0D4h

CLR 0D3h
; Передача першого байта даних

MOV A, R7

MOV C, P; Р - біт парності акумулятора

MOV TB8, C

MOV SBUF, A

MOV IE, # 10010000b; Виставляється пріоритет переривань

NOP

NOP
; Передача 2 байти даних

MOV A, R6

MOV C, P

MOV TB8, C

MOV SBUF, A

MOV IE, # 10010000b

NOP

NOP
; Передача 3 байти даних

MOV A, R5

MOV C, P

MOV TB8, C

MOV SBUF, A

MOV IE, # 10010000b

NOP

NOP
; Передача 4 байти даних

MOV A, R4

MOV C, P

MOV TB8, C

MOV SBUF, A

MOV IE, # 10010000b

NOP

NOP
; Передача 5 байти даних

MOV A, R3

MOV C, P

MOV TB8, C

MOV SBUF, A

MOV IE, # 10010000b

END

8.СПІСОК/За ред
1. Каталог з інтегральних мікросхем фірми ANALOG DEVICES за 1996 рік.
----------------------- [1] В якості джерела опорної напруги буде використовуватисявнутрішнє опорне напруга інтегральної мікросхеми AD7890. Вкладпохибки вноситься джерелом опорного напруги враховуватися не буде.

----------------------- Очікується запит від ПК (потрібно розрахувати і передати тиск з датчика

ПОЧАТОК

АЦП перетворює сигнал з ДД у двійковий код і передає цей код в

МП (за ініціативою МП)

Передача від МП в АЦП даних (перемикання потрібного каналу і запуск перетворення)

МП виконує програму розрахунку тиску і передає знайдене тиск У ПК по RS-232

КІНЕЦЬ

-??/???????-??/????????-??/????????