Кроме этого поставляется кабель для подключения к персональному компьютеру, блок питания и документация на CD-ROM. Микроконвертеры предназначены прежде всего для построения интеллектуальных датчиков различных измерительных и управляющих систем. Это измерители веса, давления, положения, ускорения, различные медицинские приборы с батарейным питанием, цифровые распределенные системы управления и контроля, по линиям связи которых передается цифровые сигналы, а функции измерения и кодирования сигналов осуществляются непосредственно на объекте автоматизации.
Однако несмотря на большие функциональные возможности AduC834 в данной работе использован еще один контроллер фирмы Analog Devise AD8515. Он предназначен для вывода информации на цифровые индикаторы для количественной оценки температуры с каждого датчика. Контроллер обслуживает также клавиатуру, с помощью которой указывается датчик, температуру которого необходимо проиндицировать.
Система терморегулирования работает следующим образом.
Через мультиплексор сигнал с одного из 12 измерительных мостов поступает на вход 24-х разрядного АЦП измерительного микроконтроллера AduC834. Контроллер измеряет напряжение и записывает код, соответствующий ему в ячейку ОЗУ. После этого контроллер перестраивает мультиплексор на прием сигнала со следующего измерительного моста и записывает результат измерения в следующую ячейку ОЗУ. После опроса всех мостов измерительный микроконтроллер подготавливает и выводит данные о температурах датчиков на графический дисплей в виде диаграммы. Анализируя распределение температуры по корпусу и излучателю контроллер определяет, нужно ли включить подогрев, и если да, то на какое время. Когда поверхность излучателя приобретает необходимую температуру, контроллер включает индикаторный светодиод VD1, если температура не находится в пределах допуска, контроллер включает светодиод VD2. Свечение одного из светодиодов является косвенным признаком подачи питания на устройство.
Контроллер AD8515 связан по шине данных и шине управления с измерительным контроллером. В системе он является ведомым и предназначен только для обслуживания индикации и клавиатуры. Взаимодействие между контроллерами происходит следующим образом. AD8515 определяет какая из клавиш нажата, и передает соответствующий код AduC834. AduC834 в ответ на запрос выдает в AD8515 соответствующее значение для индикации на цифровом индикаторе.
Алгоритм работы микропроцессора приведен в Приложении Д.
7 РАСЧЕТ И ОПИСАНИЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ
Конструктивно с 12 измерительных мостов А1…А12 размещены в непосредственной близости от терморезисторов, и поэтому выводы от них соединены с коммутаторами через соединитель Х1. АЦП DD1 AduC834 используется по двухполярной схеме включения, поэтому на каждый мост используется по два коммутатора 12 в 1. Направлением коммутаторов DA4, DA5 управляет DD1 (Р2.3 – Р2.6). Мосты питаются от высокостабильного источника опорного напряжения DA2. Для увеличения точности измерения это же напряжение используется как опорное на АЦП. В схеме не использованы нормирующие усилители, так как чувствительность АЦП может программно регулироваться при неизменном опорном напряжении 2,5В. Максимальное значение измеряемого напряжения имеет 128 дискрет в пределах 20 мВ- 2,5В (20 , 40, 80, 160…2500мВ). Максимальное напряжение с выхода измерительного моста при максимальной рабочей температуре составляет 25мВ, поэтому АЦП необходимо настроить на предел измерения 40 мВ. При этом 24-разрядный АЦП позволит измерить входное напряжение с точностью 40/2 24 = 0,000002384мВ. При изменении температуры на 0,1 0С напряжение на выходе моста измениться на 0,0002. Таким образом, можно будет отследить изменение температуры с точностью до 0,0001 0С, что говорит о том, что погрешность вносимая в тракт измерения АЦП будет минимальной. В качестве датчика температуры окружающей среды используется внутренний термодатчик DD1.
Порт Р0 контроллера DD1 образует шину данных, объединяющую DD1, DD4, и графический дисплей НС1. Шину управления графическим дисплеем образуют выводы Р2.0…Р2.2 контроллера DD1. Для организации взаимодействия контроллеров DD1 и DD2 вход сигнала прерывания INT1, порты Р3.6, Р3.7 DD1 соединены с портами PC6, PC5, PC4 DD2.
В качестве цифрового индикатора применены пять единичных семисегментных индикаторов. Схема включения индикаторов предполагает использование динамического способа обращения, основанного на том, что любой световой индикатор является инерционным прибором, а человеческому глазу отображаемая на индикаторе информация представляется неизменяемой, если ее обновлять с частотой более 24 Гц. Динамический способ индикации усложняет программу работы микроконтроллера, однако позволяет уменьшить аппаратурные затраты (в данном случае 5 регистров 1533ИР23). Для упрощения алгоритма работы и уменьшения количества используемых портов микропроцессора, применен дешифратор сегментов, преобразующий двоично-десятичный код в код семисегментного индикатора. Это позволяет переложить задачу преобразования двоично-десятичных чисел с программной части на аппаратную, что в данном случае оправдано, т.к. программа работы достаточно сложна. Особенностью схемы является использование дешифратора строк DD6, обслуживающего клавиатуру, для адресации разряда индикатора. Для возможности ввода в микропроцессор информации извне, применяется клавиатура. Наиболее рациональным в данном случае является применение клавиатуры с матричной структурой 4 столбца х 4 строки, позволяющей адресовать 16 клавиш. Из них десять клавиш используются для ввода номера датчика, температура которого индицируется в текущий момент времени, остальные - для выбора режима работы прибора (сброс, ввод номера датчика, предварительный прогрев).
Для упрощения программной стыковки процессора с клавиатурой и организации динамической индикации используется дешифратор строк, подключенный к выходам РA6, РA7 процессора DD2. Для анализа сигналов с клавиатуры, выходы столбцов подключены к входам PC0…PC3 процессора DD2.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.