3 Проектная часть

3.1 Разработка структурной схемы устройства

Разработаем структурную схему проектируемого устройства. Для этого выясним из скольких блоков будет состоять разрабатываемое устройство. Структурная схема системы обработки аналогового сигнала состоит из:

1. Аналоговые датчики (с которых получаем аналоговый сигнал - АС_j).

1. Коммутатора.

2. Аналогово-цифрового преобразователя (АЦП).

3. Микроконтроллера (МК).

4. Блока питания (БП).

5. Разъема RS232.

Наша система будет обрабатывать 10 аналоговых сигналов, диапазон измеряемого входного аналогового сигнала равен: 0..+5. Разрядность АЦП равна 6.Структурная схема устройства представлена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Структурная схема устройства

Блок питания обеспечивает работу Коммутатора, аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) и микроконтроллера (МК). От МК на Коммутатор адрес подключаемого канала(А3..А0), к которому подключается один из аналоговых входов AC1..AC10.После чего МК отправляет разрешающий сигнал на АЦП, чтобы разрешить прием данных, в свою очередь на вход АЦП попадает сигнал от Коммутатора. Со следующим разрешающим сигналом от МК АЦП преобразовывает данные с аналогового в цифровые и передает их на входы МК (6 бит).Микроконтроллер обрабатывает полученные значения и передает их на вход RS232.

3.2 Разработка функциональной схемы устройства

Разработаем функциональную схему проектируемого устройства. Для этого необходимо, во-первых, определить аппаратную и программную конфигурации; во-вторых – какие функции спецификации будут выполняться аппаратной частью, а какие - программной.

Функции, выполняемые аппаратной частью МПС:

1. Прием аналоговых сигналов от датчиков коммутатором.

2. Обработка полученного значения одного из каналов аналогово-цифровым преобразователем (АЦП).

3. Оцифровывание данных АЦП.

4. Прием оцифрованных данных микроконтроллером (МК).

5. Обработка данных МК.

6. Передача данных интерфейсом USB.

Функции, выполняемые программной частью МПС:

1. Управление приемом данных с датчиков.

2. Управление оцифровыванием аналогового сигнала от i-го датчика.

3. Управление передачей данных через интерфейс USB.

3.2.1 Устройства проектируемой подсистемы

Распределение разрядов МК за внешними устройствамипредставлена в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Используемые разряды портов МКи внешними устройствами

Наименование порта	Устройство	Назначение
PC6	EN коммутатора	Разрешающий сигналкоммутатора
PС5..PC0	D5..D0 АЦП	Передача данных на МК с АЦП
PB4..PB1	AO0..AO3 коммутатора	Передача адреса на коммутатор
PB5	RXD RS232	Передача данных на RS232
PD0	GAIN	Управление режимом работы АЦП

Функциональная схема устройства преобразования аналоговых сигналов и их передачи через интерфейс RS232 представлена в приложении А.