|
| |
  |
Теория строительства Книги и журналы Значительно универсальнее с точки зрений применения система сбора с автоматическим выбором масштабного коэффициента передачи программируемого усилителя. Один из способов реализации такой калибровки состоит в том, чтобы выполнить предварительное грубое быстрое преобразование аналогового сигнала в цифровой код и по его результатам установить коэффициент передачи масштабного усилителя [73]. Для этой цели образуется канал предварительного преобразования на базе АЦП, построенного по методу Параллельного преобразования. Для аналоговых сигналов, Изменяющихся в диапазоне 0,1...10 В, обычно достаточно (3-4)-разрядного параллельного АЦП. Если в.ходной аналоговый Сигнал равен нулю, то на цифровых выходах АЦП устанавливаются напряжения лог. О и коэффициент передачи масштабного усилителя максимален. Когда на входе Системы сбора, а следовательно, и параллельного АЦП максимальный аналоговый сигнал, то на цифровых выходах этого АЦП устанавливаются напряжения Л0Г.1 и коэффициент передачи масштабного усилителя минимален. В Некоторых случаях при построении системы сбора и цифровой обработки аналоговых сигналов входные мультиплексоры удобнее расположить рядом с источниками аналоговых сигналов, но на сравнительно большом расстоянии от остальной аппаратуры. Такое построение системы целесообразно при большом Числе М датчиков, расположенных в одном месте, И позволяет уменьшить в М раз чисЛо линий связи между аналоговыми дат ЧПкаМи и системой сбора. В этом Случае одинаковое влияние на точность передачи аналоговых сигналов от всех датчиков оказывает только Одна общая лйНия связи, которую просто откалибровать. Для этого на один из входов мультиплексоров с выхода системы подается эталонный аналоговый сигнал От специального усилителя (сМ. гл. 5), управляемого встроенным в систему ЦАП. Изменяемый микропроцессором системы эталонный сигнал обеспечивает калибровку линии связи для любого значения Входного аналогового сигнала. Кроме того, имея- цифровое отображение зависимости ошибок сбора, и Преобразования в канале связи между датчиком И микропроцессором, можно учесть эти ошибки при цифровой обработке результатов опроса всех датчиков. Построение систем сбора и цифровой обработки аналоговых сигналов на современных БИС ЦАП, АЦП и микропроцессорных наборах обеспечивает создание функционально полных устройств с точностью, соответствующей 10-12 разрядам, и временем преобразования на канал 1...2 мкс. Причем эти устройства конструктивно размещаются всегда на одной-двух платах [74]. Значительно упростить построение системы сбора может СБИС однокристальной аналого-цифровой системы типа К572ПВ4 (рис. 12.6). Эта СБИС Предназначена для работы непосредственно с микропроцессорами К580ВМ80, К580ВМ85 - и др. Аналоговые сигналы с Помощью ВОСьмиканального мультиплексора поочередно подклюЧа- К572ПВ4 К Г"»Регистрпосле-I Вобатепьного приблшкения io и управляю - ш,ая логика Муль-типле-KtOp s, ОЗУ \буфврные Л- Схема wcauuu адреса и Выбора схемы С mpe/fr ровкями 13В7 : -2f -26 Ком- - - тор Общ1 О---- 13 iS)7 18 W Pi\c. l2.e. Структурная схеМа однокристальной системы сбора и преобразования аналоговых сигналов К572ПВ4 Ютсй к инвертирующему входу компаратора. Блок фиксации адреса канала через каждые 80 тактовых импульсов присоединяет очередной канал. Компаратор, ЦАП и РПП образуют АЦП последовательного приближения, описанный в гЛ. 11. Результат преобразования аналогового сигнала в 8-разрядный код автоматически записывается в соответствующие столбЦЬ! оперативного заноминающего устройства (ОЗУ). Работа БИС синхронизирована тактовыми импульсами CLK (рис. 12.7). РПП содержит управляющую логику, формирующую сигналы управления другими узлами. Сигнал STAT содержит импульсы, формируемые в мо- менты начала преобразования каждого канала. По сигналу CS Данные, поступающие из памяти на вход буферных каскадов, появляются на выходах DBO-DB7. В зависимости от кода на выводах АО, At, А2 производится выбор требуемого из аналоговых сигналов AIN0-AIN7. Разрешение на считывание кода АО, А1, А2 также дает сигнал CS. Однако адрес будет зафиксирован в дешифраторе только при подаче сигнала ALE [75]. Каждая ячейка ОЗУ содержит D-триггер и схему считывания, обеспечивающую произвольный ввод и вывод данных в разные столбцы под управлением блока фиксации адреса и выбора канала. Выходные буферные каскады построены налогических схемах с тремя состояниями (лог, О, лог. I и «обрыв цепи»). Это позволяет отключить систему от Шины данных микропроцессоров, когда не требуется выдача результата преобразования или в промежутках между циклами Преобразования аналоговых сигналов, поступающих на входы коммутатора. Такая организация системы обеспечивает микропроцессору доступ к ОЗУ, т. е. к результату преобразования По любому каналу b любое время. Благодаря этому сокращаются затраты времени На выполнение микропроцессором подпрограммы считывания результатов Преобразования. \Шина данных \ \Шина адреса
an-f ап2 CS STAT ло-лг- 250 НС
Uao- 80г, CLK, Канал 2 SCLK 80v, CLK, Канал 1 80t, CLK, Канал О 80Гг. Канал 7 >2,5В \ U--40,4 В и 80Tf, Канал 2 Рис. 12,7. Основная схема включения (а) и временные диаграммы работы (б) БИС К572ПВ4 Из показанных на рис. 12.7 временных диаграмм видно, что считывание данных из памяти происходит только при наличии соответствующего адреса АО-А2 и воздействии сигнала CS. Процесс же преобразования производится непрерывно и последовательно по каждому каналу, пока тактовые импульсы подаются на вывод CLK- Данные, полученные в процессе преобразования, автоматически передаются в ОЗУ. При этом формируется сигнал STAT, срез которого показывает, что преобразование закончилось, и данные записываются в ОЗУ. Сигнал STAT исключает считывание из ОЗУ недостоверных данных. Этот сигнал позволяет выявить канал О, при обслуживании которого напряжение соответствует напряжению лог. О в течение 64 периодов тактовых импульсов в отличие от остальных каналов. После включения напряжения питания устанавливается произвольный канал преобразуемого аналогового сигнала. Поэтому в наихудшем случае потребуется 800 тактов для получения первой достоверной информации по всем каналам. Основные парамет-. ры БИС К572ПВ4 приведены в приложении. Полярность и диапазон изменения преобразуемых аналоговых сигналов определяются полярностью и значениями эталонных напряжений f/oni и Оопг. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 [ 109 ] 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||