- •Микропроцессорные системы судовой электроэнергетики
- •Введение
- •1.Элементная база микропроцессорных систем
- •1.1. Микропроцессоры
- •1.2.Микропроцессорные системы
- •1.3.Микроконтроллеры
- •2.Встроенные периферийные устройства микроконтроллеров
- •2.1.Порты ввода/вывода
- •2.2.Модуль скоростного ввода/вывода данных
- •2.3.Встроенные многоканальные шим-генераторы
- •2.4.Встроенный аналого-цифровой преобразователь
- •Последовательный порт обмена данными
- •Встроенный контроллер прерываний
- •Сервер периферийных транзакций
- •Основные функции и разнообразие микропроцессорных систем в электроэнергетике
- •Процесс создания микропроцессорных систем Основные этапы и критерии выбора технических решений
- •Выбор элементной базы
- •Выбор микроконтроллера
- •Разработка программного обеспечения
- •Последовательные интерфейсы передачи данных ИнтерфейсRs-232
- •ИнтерфейсRs-422
- •ИнтерфейсRs-485
- •ИнтерфейсCan
- •Устройства связи мпс с объектом контроля и управления
- •Устройства ввода данных
- •Устройства вывода
- •Отказоустойчивость микропроцессорных систем Основные принципы и мероприятия
- •Пример бортовой вычислительной системы
- •Примеры использования мпс в судовой электроэнергетике
- •Система управления судовыми дизелями
- •Системы управления судовыми электроэнергетическими системами
- •Интегрированная распределенная система управления ээс
- •Структура контроллера генераторного агрегата
- •Встраиваемый контроллер для автоматических выключателей
- •Микропроцессоры в системах и устройствах электропитания
- •Обеспечение бесперебойного питания систем управления
- •Встраиваемый контроллер для аккумуляторных батарей
- •Статические преобразователи в системах бесперебойного электропитания на основе мп
- •Управление статическим преобразователем
- •Микропроцессоры в системах управления электроприводами
- •Вторичные блоки питания с применением микроконтроллеров
- •Коррекция гармоник входного тока
- •Испытания микропроцессорных систем
- •Испытания микропроцессорных систем по прямому назначению
- •Испытания мпс в условиях реального качества электроэнергии
- •Список литературы
- •197376, С.-Петербург, ул. Проф.Попова, 5
Последовательные интерфейсы передачи данных ИнтерфейсRs-232
Один из наиболее распространенных последовательных интерфейсов. Первоначально разработан для связи терминалов с центральным компьютером, в настоящее время широко применяется для обмена данными между ПК и одиночными микроконтроллерными устройствами. ИнтерфейсRS-232 предназначен для соединения двух устройств (рис. 21). Передатчик одного устройства соединяется с приемником другого, и наоборот, что обеспечивает полудуплексный режим передачи данных. Для управления подключенным устройством можно использовать дополнительные линии порта RS-232 или специальные символы, добавляемые к передаваемым данным.
Скорость передачи 19 200 бит/c
Протяженность линии связи 15 м
Вид сигнала потенциальный с общим проводом
Число передатчиков 1
Число приемников 1
Организация связи полный дуплекс, точка-точка.
ИнтерфейсRs-422
Интерфейс разработан в 1975 г. для обмена данными между центральным компьютером и периферийным оборудованием. Интерфейс использует симметричную линию связи (рис. 22) и обеспечивает работу удаленного оборудования с ускоренным обменом данными. Интерфейс обеспечивает хорошее подавление помех общего вида за счет использования витой пары в качестве линии связи. Каждый передатчик может быть нагружен на несколько приемников (до 10), что позволяет обмениваться одновременно с несколькими устройствами.
Скорость передачи 10 Мбит/c
Протяженность линии связи 1200 м
Вид сигнала дифференциальный, витая пара
Число передатчиков 1
Число приемников 10
Организация связи полный дуплекс, точка-точка.
ИнтерфейсRs-485
Интерфейс широко распространен в промышленности для двунаправленного обмена данными по симметричной двухпроводной линии связи с повышенной нагрузочной способностью и протяженностью (рис. 23). Применяется для организации сетей типа «звезда» или «кольцо». Применение ретрансляторов позволяет увеличить расстояние между абонентами и организовать новый сегмент сети.
Скорость передачи Протяженность линии связи Вид сигнала Число передатчиков Число приемников Организация связи
|
10 Мбит/c 1200 м дифференциальный, витая пара 32 32 полудуплекс, сегмент сети до 32 абонентов. |
ИнтерфейсCan
Последовательный интерфейсCAN специально разработан для объединения датчиков, исполнительных устройств и интеллектуальных контроллеров, управляющих каким-либо объектом в системах промышленной автоматизации. На рис. 24 приведена схема построения МПС на основе специальной магистральной шины.
Основные преимущества интерфейса: обеспечение режима обмена в реальном масштабе времени благодаря возможности инициативной передачи сообщений, высокая помехоустойчивость и протокол с коррекцией ошибок.
Скорость передачи 1 Мбит/c
Протяженность линии связи 1000 м
Вид сигнала дифференциальный, витая пара
Число передатчиков 64
Число приемников 164
Организация связи полудуплекс, сеть до 64 абонентов.
Устройства связи мпс с объектом контроля и управления
Для выполнения задач контроля, обработки данных и управления техническими объектами микроконтроллеры и микропроцессорные системы должны получать информацию от объекта и передавать управляющие воздействия на исполнительные органы. Однако в объектах электроэнергетики рабочие напряжения и токи могут значительно превышать предельно допустимые для микроконтроллеров уровни. Поэтому при построении МПС для ввода и вывода данных необходимо использовать специальные согласующие устройства и преобразователи, называемые в теории управления устройствами связи с объектом (УСО). Рассмотрим некоторые характерные для современных микропроцессорных систем внешние (с точки зрения архитектуры МК) устройства ввода и вывода.