Принцип построения измерительных систем на базе МП

1. Постановка задачи вытекает из технических требований технологического процесса и оборудования, входящего в технологическую линию. При этом у исполнителя должна быть полная ясность при выполнении данной задачи. Это обеспечивает выбор комплекта МПС. Для обеспечения выполняемой задачи необходимо определить поток информации, который возможно будет существовать при обмене между периферийными устройствами и элементами МПС.

Существует два типа обмена информацией:

* между внешними устройствами через интерфейс связи с МП;

* между внешними устройствами через интерфейс прямого доступа к памяти с областью ПЗУ, отведенной для режима ПДП.

Включение режима ПДП с МПС влечет за собой большой поток информации, измеряемой кБайтами, с высокой скоростью обмена. Это усложняет схемотехническое решение МПС, поэтому на подготовительном этапе по разработке МПС необходимо конкретно рассчитать объем и скорость передачи информации. Объем информации определяется скоростью протекания физических процессов и требованиями к точностным характеристикам технологического процесса.

Повышение точности ведет к увеличению разрядности АЦП и, соответственно, к увеличению объема информации. Если мы используем восьмиразрядный процессор в точных системах измерения используется побайтный обмен информацией, в результате поток информации увеличивается вдвое. В этом случае границей является 1%-я погрешность измерения.

Пример: при точности измерения температуры в 1°С имеет 40 ступенек. Изменение цифровой информации происходит на выходе измерителя температуры. В этом случае погрешность измерения 2.5% и при выходном напряжении АЦП 10В шаг преобразования составляет 400 mВ. При оценке возможной схемотехнической реализации МПС возникает задача математического моделирования или описания системы. Это описание позволяет производить расчет показателей качества и устойчивость САУ.

2. Разработка алгоритма вычисления.

Этап разработки алгоритма проведения расчета и измерения входной информации требует описания блоков, входящих в данный алгоритм.

1) -блок инициализации системы при включенном напряжении источника питания.

2) -проверка работоспособности терминала №1 и, если необходимо, обмен информацией с ним.

3) -если в системе существуют другие терминалы, а под терминалом понимаются внешние устройства, необходимо проверить их работоспособность и при необходимости обменяться и ними информацией.

4) -прочитать входную информацию всех линий связи и произвести вычисления.

5) -вычислить новое значение управляющих сигналов и передать их на выходные линии. В случае измерительной системы выходная информация подается на регистрирующее устройство (дисплей, ПЗУ, ЦПУ).

6) -конец.

Для повышения точности измерений существуют методы статистической обработки входной информации. С этой целью организуется цикл. Для организации цикла задается число измерений и метод статистической обработки.

iзад - заданное число измерений; i - текущее число измерений.

В случае многоканальных измерительных систем производят мультиплексирование входной информации. Это делается либо в аналоговой форме входного сигнала (аналоговом канале), либо в цифровом канале. Аналоговый мультиплексор - аналоговый коммутатор.

Адрес выбираемого измерительного канала задается МП; в зависимости от числа каналов используют 2,3 линии адресной шины и через и через дешифратор адреса подают на соответствующий ключ: цифровой или аналоговый.