2.2 Выбор датчика.

2.3 Выбор контроллера.

Использование специального контроллера между датчиком и ЭВМ позволяет разгрузить центральный процессор ЭВМ от обработки сигналов, поступающих с датчика, и управления его работой, что повышает быстродействие системы. Сопряжение датчика с контроллером, а контроллера с ЭВМ выполняется значительно проще, чем сопряжение датчика непосредственно с ЭВМ, поскольку контроллер специализирован для этих целей. Также контроллер позволяет осуществить обработку информации поступающей с датчика и преобразование ее в форму, наиболее удобную для непосредственной обработки в ЭВМ, в соответствии с заданной программой, обеспечить обмен данными с ЭВМ, при котором ее ресурсы используются только при необходимости получения информации с датчика, в частности, самостоятельно инициировать процесс передачи данных при возникновении определенной ситуации (например, при некотором изменении измеряемой величины).

Преимущество контроллера перед другими схемами сопряжения заключается в обеспечиваемой им гибкости, благодаря реализации принципа программного управления, что позволяет реализовать на его базе практически любой алгоритм обработки данных. Контроллер обладает большей надежностью, чем схемы сопряжения, построенные на основе дискретных элементов, благодаря использованию микросхем высокой и сверхвысокой степени интеграции, а также разностороннему тестированию в процессе разработки и изготовления. Применение серийно выпускаемых контроллеров, благодаря их унификации, позволяет сосредоточить усилия на разработке алгоритма работы, а не на его реализации.

К недостаткам контроллеров можно отнести относительно высокую стоимость и низкую эффективность в случае очень простых алгоритмов работы, реализация которых возможна на элементах жесткой логики, а также чрезмерно сложных, для реализации которых требуется значительный объем ресурсов.

Поскольку для реализации поставленной задачи необходим непрерывный опрос датчиков с достаточно высокой частотой, а также обработка данных, заключающаяся в их усреднении за определенный период времени, применение специализированного контроллера для сопряжения датчика с ЭВМ и управления его работой представляется вполне оправданным.

В качестве контроллера используется микроконтроллерная плата DK332, построенная на базе микроконтроллера MC68332 фирмы Motorola. К ее портам подключаются датчик и исполнительный механизм. Обмен данными с ЭВМ происходит через последовательный порт. Данный микроконтроллер выбран в связи с тем, что он обладает необходимыми характеристиками и получил широкое распространение на рынке, а также наличием большого набора справочной и учебной литературы.

Необходимо 128 Кбайт ОЗУ для хранения информации, полученной с датчиков.

Контроллер представляет собой микро-ЭВМ, специализированную для управления работой различных устройств, и содержит микропроцессор с сервисными схемами, производящий обработку данных, модули внешней памяти, включающие в себя оперативное (ОЗУ) и постоянное (ПЗУ) запоминающие устройства, предназначенные для хранения управляющей программы и данных, модуль системной интеграции, предназначенный для обеспечения совместной работы с различными устройствами, и ряд других.

Программно контроллер представляет собой совокупность регистров, портов и адресных пространств, в которых находятся данные. Данные обрабатываются микропроцессором в соответствии с последовательностью машинных команд, называемой программой. Набор команд контроллера предоставляет возможность выполнять логические и арифметические операции, операции управления, пересылки, сравнения, условного и безусловного переходов и др., что позволяет реализовать на их основе практически любой алгоритм управления и обработки данных. Таким образом, контроллер является законченным аппаратно-программным комплексом.