Виртуальные средства измерений. Акимов В.И

Рис. 4.1. Протокол связи АЦП типа ТLС 549

Рис. 4.2 Протокол связи АЦП типа МАХ 1243

Рис. 4.3. Протокол связи АЦП МАХ 1241

Рис. 4.4. Микросхемы АЦП LTS CN8 и ADS 1286 PK

Рис. 4.5. Универсальная схема включения АЦП

Рис. 4.6. Протокол связи АЦП 1286

Рис. 4.7 Микросхема АЦП LTС 1292

Рис . 4.8. Протокол связи LTС 1292

Рис. 4.12. Включение интегрирующего фильтра первого порядка на вход АЦП

Рис. 4.13. Печатная плата устройства «ввода – вывода» ВСИ

Рис. 4.14. Монтаж платы «ввода – вывода»

Рис. 4.15. Внешний вид платы «ввода – вывода» ВСИ

4.3. Учебный измерительный комплекс на основе РС

Рассматриваемый ВИК обеспечивает реальные измерительные операции с внешними устройствами с помощью LPT порта и последовательно – параллельного АЦП в звуковом диапазоне сигналов в режиме реального времени. Он позволяет проводить спектральный цифровой анализ на основе ДПФ в режиме СПЕКТРОАНАЛИЗАТОРА, отображать форму входного сигнала в режиме ОСЦИЛЛОГРАФА и измерять постоянное и переменное напряжения в режиме цифрового ВОЛЬТМЕТРА. При этом интерфейсы эмуляторов этих приборов максимально упрощены и основной упор сделан на реализацию режима обмена информацией между внешними средствами и ЭВМ.

Целью проделанной работы является создание приставки аналогоцифрового преобразователя к ЭВМ типа IBM PC. Данное устройство позволяет получать временные диаграммы аналоговых сигналов, действующих на входе приставки, на мониторе ЭВМ. Работа включает разработку аппаратной и программной частей данного устройства.

Существует множество импортных аналогов таких устройств, причѐм выполненных в интегральном исполнении, обладающих меньшими погрешностями преобразования, но, к сожалению, не всегда доступных. В то же время, если какое-либо устройство не вписывается в перечень стандартных периферийных устройств к ЭВМ то достать импортный аналог потребует значительных сил и средств.

Данная работа служит примером сопряжения ЭВМ с микросхемой АЦП посредством отечественной элементной базы. Результаты работы можно использовать как основу в проектировании других более сложных устройств.

Аппаратная часть приставки не предназначена для серьѐзных измерений, а содержит в себе тот минимум, который необходим для еѐ нормального функционирования. Подключение к ЭВМ осуществляется через принтерный порт, работающий в режиме Centronics. Основным недостатком данного режима является сравнительно низкая скорость обмена данными (30 КБайт/сек. при вводе в ЭВМ) однако, с учѐтом того, что применѐнный в устройстве АЦП имеет такую же скорость обработки данных, данное обстоятельство несущественно.

Программная часть состоит из драйвера, который декодирует информацию из порта, и графической оболочки, управляющей драйвером и представляющей результаты преобразования в удобной для восприятия форме.

DD8.2-DD8.6. Также нужно упомянуть о том, что прерывания от параллельного порта инициализируются высоким логическим уровнем, хотя в литературе торжествует обратное мнение.

По окончании действия импульса с одновибратора, устройство выборкихранения переключается в режим хранения. Обратно в режим выборки его переключает сигнал готовности данных (вывод 17 DD5) АЦП.

Данное устройство производит дискретизацию входного сигнала с максимальной для АЦП К1113ПВ1 частотой: примерно 27кГц. Вод данных в порт осуществляется с частотой в два раза выше, что обусловлено особенностями полубайтного режима.

4.3.2. Описание работы драйвера

Данная программа (приложение В) обрабатывает прерывания, приходящие от устройства, подключенного к параллельному порту LPT2 (прерывание

IRQ5).

Программа считывает данные из порта, работающего в полубайтном режиме, так как стандартный интерфейс Centronics содержит всего пять линий ввода информации. Одна из этих линий (ACK#: 10-й контакт разъема на системном блоке, 6-й бит регистра 279h состояния порта) использована для инициализации аппаратных прерываний и синхронизации процесса ввода данных в порт (рисунок 1). На рис. 4.18 показан состав регистра состояния порта и приведено соответствие битов данного регистра выводам порта.

Обработка заключается в формировании одного байта данных из двух принятых. Для этого следует сомкнуть биты данных на бите ACK#, соединить байты в один, проинвертировать результат с учетом того, что данные в порт поступают в инверсном виде, а также, что информация в бите BUSY инвертируется. Полученный байт помещается в массив.

Программа написана на языке Ассемблера, что даѐт возможность дополнительного увеличения скорости ввода данных в порт, и оформлена в качестве резидентной. По поступлению высокого уровня сигнала на 10-й контакт разъѐма инициализируется аппаратное прерывание IRQ5, которое передаѐт управление данному обработчику прерываний. Обработчик прерываний считывает информацию из регистра состояния порта, формирует старший полубайт и переходит в режим ожидания смены уровня на 10-ом контакте (обнуления бита ACK#). Затем обработчик считывает информацию из порта, формирует младший полубайт и производит соединение его со старшим полубайтом. Полученный байт данных заносится в массив, после чего обработка прерывания заканчивается. Цикл повторяется при приходе очередного высокого уровня на десятый контакт разъѐма порта.