5. Лабораторная работа № 3. Использование оператора выбора и преобразования типов значений переменных
5.1. Задание
Целью данной лабораторной работы является знакомство с оператором выбора и преобразованием типов значений переменных.
Консольное приложение, разрабатываемое в данной лабораторной работе, должно имитировать вычисление значения сигнала нелинейного датчика (например - полупроводникового датчика температуры - позистора), считанного с помощью схемы аналого-цифрового преобразования (АЦП). При этом, поскольку АЦП в данной системе реально отсутствует, пользователь будет имитировать его работу, вводя в качестве входного параметра приложения код, якобы полученный в результате преобразования аналого-цифровым преобразователем напряжения на его входе.
Приложение должно выполнять следующие действия:
1.Ввод пользователем с клавиатуры целого числа, имитирующего сигнал напряжения с выхода аналогового датчика, преобразованный АЦП и считанный из него.
2.Преобразование введенного значения напряжения из целочисленного формата в формат с плавающей десятичной точкой и его масштабирование для вычисления реального измеренного напряжения.
3.Вычисление значения физического параметра, измеряемого датчиком этого параметра (температуры) по значению напряжения, считанного из АЦП.
4.Вывод полученного значения физического параметра на дисплей.
Зависимость измеряемого физического параметра датчика (температуры) от его выходного напряжения линеаризована и представлена в виде графика, приведенного на рис. 27.
t ,0C |
|
|
|
|
|
|
|
t2 |
|
|
|
|
|
|
|
t |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
U |
min |
U |
1 |
U 2 |
U max |
U , В |
|
|
|
|
|
|||
Рис. 27. Зависимость между измеряемым физическим параметром (температурой) и выходным напряжением датчика
На данном рисунке представлена типовая зависимость выходного напряжения датчика U
от измеряемого физического параметра (температуры |
t ). Зависимость является упрощенной и |
приведенной к трем линейным участкам. Параметры |
зависимости для каждого из вариантов |
34
приведены в таблице 6. Таблица содержит следующие параметры:
U min |
, В |
Минимальное напряжение на входе АЦП (на выходе датчика температуры) (см. |
|||
|
|
|
рис. 27). |
|
|
N min |
|
Выходной код АЦП, соответствующий |
U min |
на его входе. |
|
U max |
, В |
Максимальное напряжение на входе АЦП (на выходе датчика температуры) (см. |
|||
|
|
|
рис. 27). |
|
|
N max |
|
Выходной код АЦП, соответствующий |
U max |
на его входе. |
|
t1 |
, |
t2 |
Значения физического сигнала, измеряемого датчиком (температуры), |
||
|
|
|
соответствующие границам линейных участков характеристики датчика (см. рис. |
||
|
|
|
27). |
|
|
U 1 |
, |
U 2 |
Напряжения на выходе датчика (входе АЦП), соответствующие значениям t1 и |
||
|
|
|
t2 (см. рис. 27). |
|
|
N input |
|
Значение кода АЦП, которое пользователь должен ввести для проверки работы |
|||
|
|
|
приложения. |
|
|
toutput |
|
Значение физического сигнала (температуры) которое приложение должно |
|||
|
|
|
вычислить для значения toutput . |
|
|
Таблица 6. Варианты параметров лабораторной работы
№ варианта |
N min |
U min , |
N max |
U max , |
t1 , |
U 1 , |
t2 , |
U 2 , |
N input |
toutput , |
|
В |
|
В |
°C |
В |
°C |
В |
|
°C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0 |
0.1 |
255 |
3 |
40 |
0.5 |
90 |
2.5 |
115 |
62.6961 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
0 |
0.5 |
127 |
2.5 |
25 |
1 |
70 |
2 |
5 |
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
0 |
0.25 |
1023 |
5 |
42 |
0.75 |
110 |
4 |
912 |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
0 |
0.3 |
4095 |
3.3 |
5 |
1.2 |
65 |
2.7 |
2048 |
29.0147 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
0 |
0.35 |
2047 |
4.5 |
60 |
1.3 |
130 |
3.8 |
215 |
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
0 |
0.22 |
8191 |
2.7 |
45 |
0.75 |
92 |
2.4 |
7015 |
90.4032 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
0 |
0.75 |
127 |
4.75 |
12 |
1.1 |
76 |
4.1 |
23 |
19.9874 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
0 |
0.24 |
255 |
3.2 |
-15 |
0.52 |
50 |
2.9 |
230 |
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
0 |
0.32 |
511 |
3.1 |
-25 |
0.4 |
75 |
2.8 |
100 |
-5.56536 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
0 |
0.12 |
1023 |
4.5 |
-5 |
0.23 |
60 |
4 |
823 |
53.8568 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
0 |
0.14 |
2047 |
4.9 |
15 |
0.18 |
95 |
4.6 |
156 |
20.8417 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
0 |
0.45 |
4095 |
2.5 |
57 |
0.72 |
123 |
2.1 |
3920 |
123 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
0 |
0.33 |
8191 |
3.7 |
68 |
0.41 |
137 |
3 |
4000 |
109.712 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
0 |
0.15 |
63 |
3 |
44 |
0.2 |
110 |
2.8 |
28 |
74.8846 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
0 |
0.24 |
127 |
3.2 |
63 |
0.3 |
120 |
2.9 |
27 |
75.4806 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
0 |
0.28 |
255 |
2.7 |
72 |
0.32 |
134 |
2.3 |
200 |
130.181 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17 |
0 |
0.17 |
511 |
4.9 |
-20 |
0.25 |
54 |
3.6 |
315 |
42.6405 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
35