Технические измерения и приборы (Принципы построения многоканальных измерителей температуры, шифраторов приращения и абсолютных шифраторов): Учебное пособие, страница 11

Контроллеры этого семейства выпускаются в нескольких вариантах, отличающихся    между    собой   числом    входов   и   выходов,        напря-

жением питания (220 В, = 24 В), типами выходов (реле, транзистор). По соотношению напряжений и токов входных сигналов переменного тока  можно определить сопротивления входных цепей; видно также, что защита от перегрузок по току должна выполняться с помощью внешних защитных устройств.

Входными сигналами переменного тока могут быть срабатывания некоторых контактов релейного типа – в этом случае их ввод выполняется простым соединением соответствующего входа с шиной L источника питания контроллера через этот входной контакт, как это показано для входов (5) на рис. 33. Входные сигналы от активных источников, имеющие вид переменных напряжений, могут быть подключены подобным образом, но  при обязательном соблюдении правила: не допускается  соединять шину питания L и общую (нулевую) точку N.

Входные  сигналы постоянного тока могут быть аналоговыми и использоваться для управления каким–либо параметром пропорционально  введённому значению входной величины (вход 6 на рис.33). Как правило, этот вид ввода осуществляется вместе с выполнением аналого-цифрового преобразования.

· Из характеристик аналоговых входов становится понятной очень важная для практической работы процедура выполнения аналого-цифрового преобразования при вводе аналоговых величин.

Начнем с того, что входной сигнал 10 В соответствует диапазону преобразования 0 ¸ 255  и разрешающая способность при этом  равна  10000 / 256 мВ. Это можно представить себе иначе: восьмиразрядный АЦП (имеющий 2⁸  - 1 = 255 дискретных уровней представления) преобразует установленный сигнал =10 В  с разрешающей способностью 10000 / 256 =  =39,0625 мВ. Поскольку результат преобразования выражается не кодом, а различными числами в диапазоне от 0 до 255, то можно было бы говорить не об аналого-цифровом, а об аналого-числовом преобразовании. Можно при этом оценивать величину вводимого сигнала следующим образом. Задаваемое число 1 соответствует 39,0625 мВ, число 100 – значению 3,906 В, а если задать число 200, то это будет означать 7,812 В. Иными словами, числа, получаемые в результате преобразования, есть не что иное, как число дискрет ценой 39,0625 мВ каждая, и это нужно учитывать при использовании  соответствующего функционального блока, когда при описании параметров ввода аналогового сигнала предлагается ввести число от 0 до 255. Если схема в режиме отладки показала работоспособность при введённом числе 50 в поле описания АЦП, это означает, что на соответствующий вход следует подать напряжение, равное  50 × 39,0625 = 1953 мВ =  =1,953 В. Таким образом осуществляется соответствие между «отвлечёнными» числами, занесёнными в поля описания блока, и внешней по отношению к контроллеру средой.

· Другая  разновидность ввода сигналов постоянного тока связана с обеспечением сопряжения логических устройств. Известно, что принято различать элементы, работающие в положительной и отрицательной логике. Отличаются они тем, что в элементах положительной логики за логическую единицу принят высокий уровень напряжения,  за логический нуль – низкий, а  в  отрицательной  логике – наоборот. В правилах ввода сигналов постоянного тока в контроллер  для  этих  целей предусмотрены  два  варианта.  При  А(“ - “ коммутации) соотношение  уровней  “логическая 1 /  логический  0” принято как £ 4 В / ³ 18 В, а при  В(“ + “ коммутации)  этому же соответствует  соотношение  ³ 18  В  /  £ 4 В.

                                                   Рис.32

Настройка входов на тот или иной режим ввода понятна из рис. 33: в одном случае клемма А соединяется с минусом источника, а в другом – клемма  В – с плюсом.

Контроллеры серии  a  в зависимости от модели могут быть запитаны от источников постоянного или переменного напряжения, но правила их подключения остаются неизменными:

а) линия фазы источника переменного напряжения должна быть подключена к клемме L, а  нулевая линия - к клемме N на передней панели контроллера (рис.32);

                                                   Рис.33

б) в тех случаях, когда используется источник питания постоянного напряжения, надо соединить одноимённые клеммы источника питания и контроллера (плюс с плюсом и минус с минусом). Фактически это означает, что  «плюс» источника соединяется с клеммой L контроллера, а «минус» – с клеммой N и  никакие другие варианты подключения недопустимы.

Рис. 34 иллюстрирует правила подключения  релейных выходов, которые функционально предназначены для управления достаточно мощными исполнительными устройствами в режиме

Рис.34

«включено / выключено». Их работа основана на замыкании и размыкании выходных цепей с помощью контактов, входящих во внутреннюю структуру контроллера. Из сопоставления характеристик релейных и транзисторных (рис. 35)  выходов становятся очевидными более высокая мощность первых и бóльшее быстродействие вторых.

Рис.35

3.2. Программирование контроллеров методом

функциональных блоковых диаграмм (ФБД)

Составление программ для микроконтроллеров во многих случаях стали выполнять на основе программно реализованных функциональных блоков. Метод основан на том, что иногда даже достаточно сложное содержание работы будущей программы заменяют некоторым набором блоков, каждый из которых ориентирован на выполнение строго конкретной  задачи, а также их соединением между собой. Это позволяет свести процесс программирования к интуитивно более понятному, чем программирование  на ассемблере, виду. Само программирование лучше всего выполнять на компьютере, а после его завершения переписать полученную программу через интерфейсный кабель в память контроллера.