Аппаратные средства МПС. Карта распределения адресного пространства МПС. Расчет электрического сопряжения компонентов МПС, страница 9

Блок ИУВВ предназначен для ввода в МПС сигналов цифровых и аналоговых датчиков и вывода цифровых и аналогового сигналов управления.

Входными для ИУВВ являются: сигналы цифровых датчиков X1, X2, X3, X4; сигналы аналоговых датчиков X5, X6, X7; цифровой эквивалент, передаваемый на шину данных МПС D0-D7;

Выходными для ИУВВ являются: цифровые управляющие сигналы Y1, Y2, Y3; аналоговый управляющий сигнал Y4; цифровой эквивалент, принимаемый с шины данных МПС D0-D7.

Блок ИУВВ состоит из аналоговой и цифровой частей. Аналоговая часть предназначена для ввода/вывода аналоговых сигналов и представлена на структурной схеме МПС(см. приложение 1) блоком AIOU. Функции цифровой части выполняет часть портов ЦП. Назначение сигналов портам ЦП приведено в таблице 2.6.

Таблица 2.6

Аналоговая часть включает в себя АЦП DA1 и ЦАП DA2. Функциональная схема AIOU приведена на рис. 2.8 (см. приложение 1).

Рис. 2.8. Функциональная схема AIOU.

Оценим необходимую разрядность АЦП и ЦАП исходя из требований ТЗ к  погрешности обработки аналоговых сигналов, составляющей  не более 1%. Очевидно, наибольшую погрешность будет иметь сигнал Y4, поскольку для его получения требуется самая длинная цепочка преобразований (см. приложение 1). Таким образом, для выполнения требований ТЗ достаточно обеспечить d_Y4£1%, где d_Y4-относительная погрешность формируемого МПС сигнала Y4. По определению [11]:

,

где Y4=A0+A1*X7-идеальное значение сигнала, Y4^*-реальное. Тогда можно записать, что

Y4^*=f3(A0+f2(A*f1(X7))),

где f1 символизирует аналого-цифровое преобразование, f2-вычисления внутри CPU, f3-цифроаналоговое преобразование. Указанные преобразования и являются основными источниками погрешности Y4. Примем в первом приближении f3=0. Поскольку используемый CPU является 8‑разрядным, будем считать погрешность вычислений равной половине младшего разряда (МР), или 1/512»0.2%. Также будем считать, что погрешность АЦП соответствует 1МР [2]. Тогда будем иметь:

1/2ⁿ£0.01-0.002=0.008,

n³6,7.

Отсюда следует, что целесообразно использовать 8-разрядный АЦП. Поскольку используется 8-разрядный CPU, 8-разрядный ЦАП в такой системе теоретически не будет вносить дополнительную погрешность, что соответствует принятому допущению f3=0.

В Выберем в качестве DA1 выбрана микросхемау К572ПВ4. Данная микросхема  является 8‑разрядным АЦП последовательного приближения, выполнена по КМДП‑технологии и представляет собой БИС аналого-цифровой системы сбора данных, выполнена по КМДП-технологии, представляет собой 8-разрядный АЦП последовательного приближения. Кроме того, в состав микросхемы входит 8-канальный мультиплексор и буферное ОЗУ емкостью 64 бит с произвольной выборкой, что позволяет использовать единственный АЦП для  ввода в МПС всех сигналов аналоговых датчиков и избежать аппаратных затрат, связанных с использованием внешнего мультиплексора. БИС имеет буферные схемы с тремя состояниями, позволяющие подключить ее непосредственно к шине данных МПС. Основные параметры микросхемы приведены в таблице 2.7, Нназначение выводов микросхемы приведено в-в таблице 2.78[2].

Таблица 2.7