Файл: Лабник.pdf

Измерение напряжения на входе выбранного канала мультиплексора включает последовательность операций:

а) установка параметров работы АЦП, усилителя и мультиплексора —

запись в регистр управления (адрес 302h);

б) пауза не менее 4 мкс на время переключения мультиплексора; в) запуск АЦП на измерение — запись в регистр запуска АЦП произвольного значения (адрес 304h);

г) определение момента завершения измерения АЦП и готовности данных — чтение и анализ бита 3 регистра состояния (адрес 302h) до момента обнаружения готовности АЦП;

д) чтение регистра данных АЦП (адрес 300h) и вычисление величины UКВ из выражения (1.2).

Пример 1.2. Измерение напряжения в диапазоне 1 В на входе 16 канала мультиплексора при дифференциальном подключении входных сигналов.

var U: integer;

Procedure wait (i:word); {Обеспечивает задержку.} var j: word; begin for j:=1 to i do; end;

Begin Port[$302]:= $4F; {Установка канала мультиплексора, диапазона и режима измерения входного сигнала.}

Wait (?); {Параметр”?” процедуры Wait должен обеспечить задержку на время переключения мультиплексора ~ 4 мкс.}

Port[$304]:= $FF; {Запуск АЦП.}

Asm Nop End; {Временная задержка между двумя командами обращения к одному устройству для обеспечения надежного выполнения второй команды.}

While (Port[$302] and 8) <> 0 do;{Ожидание момента готовности данных.} U:= PortW[$300]; {Чтение данных из регистра данных АЦП.} writeln((U - 2048) * 0.5, '[mV]'); {Преобразование и вывод данных.}

End.

1.4.Порядок выполнения заданий лабораторной работы

1.Ознакомиться методикой программного обмена данными между ЭВМ и ВУ, принципами построения интерфейса программного обмена и техническими характеристиками аппаратных средств, обеспечивающих вывод аналоговых управляющих сигналов на объект или ввод в ЭВМ результатов измерений входных сигналов.

2.Разработать алгоритм и программу эксперимента.

3.Ввести в ЭВМ и отладить программу экспериментальных исследований, в соответствии с заданием.

4.Собрать схему проведения эксперимента и провести необходимые

9

исследования.

5. Представить отчет о результатах всех этапов работы и экспериментальные данные.

1.5.Задание № 1. Безусловный обмен данными

1.Ознакомиться с техническими характеристиками ЦАП и методикой его программирования.

2.Разработать алгоритм и программу генерации произвольного числа периодов периодического аналогового сигнала с заданными амплитудными характеристиками (указываются преподавателем из таблицы 1.1.). Для получения максимальной частоты генерации выходного сигнала ЦАП следует до начала эксперимента рассчитать мгновенные значения сигнала на интервале равном одному периоду.

3.Соединить выход ЦАП с входом “У” осциллографа и с помощью осциллографа: проконтролировать соответствие установленных амплитудных характеристик сигнала и наблюдаемых значений. Определить интервал вывода отдельных значений T и значение частоты сигнала f.

4.В цикл генерации указанного сигнала вставить вычислительную процедуру (wait) и, с помощью осциллографа, определить время ее выполнения в зависимости от значений входного параметра (10, 20, 50,

100, 200, 500, 1000).

1.6. Задание № 2. Обмен данными по готовности внешнего устройства

1.Ознакомиться с техническими характеристиками аппаратных средств (АЦП, измерительный усилитель, мультиплексор аналоговых сигналов), обеспечивающих ввод в ЭВМ аналоговых сигналов с объекта автоматизации.

2.Разработать алгоритм и программы:

-установки на выходе ЦАП напряжений в заданном диапазоне и с дискретностью указанными преподавателем из табл. 1.2;

-измерения напряжений на входе АЦП по готовности, преобразования

кодов АЦП в напряжение Uкв. и сохранения полученных данных на диске (предусмотреть возможность установки диапазона измерения АЦП, режима подключения входного сигнала и номера канала мультиплексора).

3.Выход ЦАП соединить с входом мультиплексора (указывается преподавателем из табл. 1.2).

4.Измерить напряжения на выходе ЦАП и сравнить значения устанавливаемые (в ЦАП) и измеренные (АЦП) напряжения.

5.Определить среднее и максимальное расхождения генерируемого и измеренного значений напряжения.

10

1.7.Контрольные вопросы

1.Укажите диапазон значений кодов, которые могут быть преобразованы

внапряжения модулем ЦАП и диапазон соответствующих им напряжений. Какие коды соответствуют напряжениям –5 В, –4 В, –3 В, –2 В, –1 В, 0 В, 1 В, 2 В, 3 В, 4 В, 5 В?

2.Какое напряжение установится на выходе ЦАП, если в него записать код равный 0, 448, 1647, 4048, 4095? Какой будет абсолютная погрешность установки выходного сигнала за счет квантования по уровню при попытке установить на выходе модуля ЦАП напряжения 0.998В, 0.999В, 1.000В, 1.001В, 1.002В? Какова возможная максимальная абсолютная погрешность установки напряжения на выходе ЦАП за счет квантования по уровню?

3.Разработайте фрагмент программы последовательного вывода на объект автоматизации из модуля ЦАП по команде оператора значений напряжений –5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5В. Проконтролируйте результаты работы программы с помощью осциллографа.

4.Разработайте фрагмент программы генерации на выходе ЦАП значений напряжений + 5В, 0В, – 5В с интервалом ~ 10мкс. Соединить выход ЦАП с входом вертикальной развертки осциллографа и с помощью осциллографа измерить время переходного процесса сигнала на выходе ЦАП.

5.Какой командой процессор может записать слово данных в модуль ЦАП при безусловном способе обмена данными? Как изменится команда вывода данных в модуль, у которого слово данных имеет длину 1, 3 или 4 байта?

6.Какие команды необходимо подать в модули АЦП, усилитель,

мультиплексор для измерения входного сигнала в диапазоне 1В, при его дифференциальном подключении к 16-му каналу мультиплексора. Какова максимальная абсолютная погрешность измерения указанного входного сигнала от влияния квантования по уровню и время переключения канала мультиплексора?

7. Какова последовательность команд ввода данных в ЭВМ из модуля АЦП? Как изменится алгоритм ввода данных из модуля, у которого слово данных имеет длину 1, 3 или 4 байта?

8. Объясните методику проверки готовности и обслуживания нескольких устройств, подключенных к одному интерфейсу программного обмена данными. Готовность устройств можно определить путем чтения регистра состояния устройств и анализом их флагов готовности.

Библиографический список

1. ЗАО «Л-КАРД». Плата L-154. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ДЛИЖ.411618.003 ТО, 2003. 43с.

11

12