Рис. 11.3. Результат моделювання
Висновок: отже, основною вимогою до генераторів тактової частоти є – стабільність параметрів самого генератора. Високоточні генератори потребують складних схемних рішень, особливо якщо їх параметри мають регулюватись. У разі необхідності такі генератори можуть бути замінені програмними, створеними, наприклад у середовищі Labview. Точність генератора визначається точністю генератора імпульсів самого ПК, яка, як відомо є достатньою для більшості задач.
Приклади розробки віртуальних моделей автоматичних пристроїв «Генератор тактової частоти»
Генератор тактової частоти (генератор тактових імпульсів) генерує електричні імпульси заданої частоти (зазвичай прямокутної форми) для синхронізації різних процесів в цифрових пристроях – ЕОМ, електронних годинниках і таймерах, мікропроцесорної та іншої цифрової техніки. Тактові імпульси часто використовуються як еталонна частота – рахуючи їх кількість, можна, наприклад, вимірювати часові інтервали.
В мікропроцесорній техніці один тактовий імпульс, як правило, відповідає одній атомарної операції. Обробка одієї інструкції може проводитися за один або кілька тактів роботи мікропроцесора, залежно від архітектури та типу інструкції. Частота тактових імпульсів визначає швидкість обчислень.
Розробка програмного забезпечення з використанням графічного пакету Labview
Рис. 11.1 Лицева панель для користувача
62
59
На рис. 11.1. представлена панель користувача. Елементом Amplitude, який являє собою Slide змінюємо амплітуду коливань. Ручка Frequency kHz дозволяє грубо встановити частоту імпульсів генератора, а ручкою Frequency Hz можна більш точно, з точністю до 0,2Гц встановити бажану частоту. Точне значення встановленої частоти відображається у полі TOTAL FREQUENCY. Форма сигналу буде відображатись в Waveform Chart.
Програмна реалізація наведена на рис. 11.2.
Рис. 11.2. Блок діаграма та налаштування елемента Formula
Вся система має працювати постійно з момента запуска, тому вона має знаходитись в структурі While. Встановлюємо регістр-засувку, на вхід якого подаємо нуль (початковий час 0сек).
Так як частота Frequency kHz задається в кілогерцах, то очевидно її вихідне значення має бути помножене на 1000. Frequency Hz задається в герцах. Обидві ці величини подаються на суматор сигналів і з його виходу отримується необхідна частота, яка виводиться на індикацію за допомогою Numeric Indicator, TOTAL FREQUENCY.
Отриманий сигнал подається на блок Formula, налаштування якого наведені на рис. 2.2. Даний блок формує синусоїду, амплітудою А, частотою f). Ділення на 1000000 необхідне для генерації сигналу в режимі реального часу, тобто щоб згенерований імпульс певної ширини відповідав реальному імпульсу в реальний проміжок часу. Для того, щоб синусоїда постійно змінювала своє значення повинен змінюватись якийсь параметр. В даному випадку змінюється час.
За допомогою суматора та засувки з кожним проходом структури While значення t інкрементується.
На виході блоку формули – синусоїдальний сигнал заданої частоти. Для перетворення його у відповідні прямокутні імпульси порівнюємо його з нульом. Якщо значення нижче нуля (нижня півхвиля) , то мультиплексор перемикається в нижнє положення і на його виході також присутній нуль, якщо ж значення синусоїди вище нуля (верхня півхвиля), то видається сигнал амплітуди.
Отже, вихід мультиплексора підключається до осцилографа і на його екрані ми бачимо згенерований сигнал заданої частоти.
Результати моделювання
Як видно з рис. 2.3. Задана за датчиком Amplitude амплітуда імпульсів повністю відповідає відпрацьованій генератором амплітуді. При цьому частота становить 393030Гц.
60
61