МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ
(государственный технический университет)
МАИ
Кафедра 301
Курсовой проект по предмету:
«Микропроцессорные устройства систем управления»
Вариант №11
Выполнил студент группы 03-405
Гладышев А.И.
Принял: Можаев В.А.
Москва, 2009 г.
Содержание
1. Текст задания (вариант 11) 3
2. Разработка программы, реализующей цифровой эквивалент непрерывной передаточной функции 4
3. Текст программы, реализующий цифровой эквивалент передаточной функции 9
4. Принцип работы системы 15
5. Схемы согласования 18
5.1. Расчет входных усилителей. 18
5.2. Расчет усилителя обратной связи. 19
5.3. Расчет выходного усилителя. 20
5.4. Расчет делителя напряжений. 21
5.5. Расчет цепи светодиода для сигнала «авария» 22
6. Выводы по работе 24
7. Список литературы 25
1. Текст задания (вариант 11)
Разработать программу, реализующую цифровой эквивалент непрерывной передаточной функции
.
По заданной структурной схеме разработать принципиальную электрическую схему цифровой системы, обрабатывающей сигналы с датчиков по разработанной программе.
Рисунок 1 – Структурная схема системы
Дополнительные требования к системе.
вычислительное устройство должно усреднять сигналы с датчиков;
если сигнал с одного из датчиков отличается от других более, чем на 5, то этот датчик должен быть исключен из процедуры отработки;
при отклонении сигнала на выходе ЦАП от ожидаемого более, чем на 5, необходимо провести коррекцию коэффициента усиления программируемого усилителя. При невозможности коррекции, нужно выдать световой сигнал “АВАРИЯ”.
4. Электрические характеристики системы.
Сигнал на выходах датчиков изменяется в пределах 10В;
Разрядность ЦАП-а: 8 битов;
Напряжение на выходе ЦАП-а: 10В;
Выходной ток ЦАП-а: 1А.
2. Разработка программы, реализующей цифровой эквивалент непрерывной передаточной функции
Для реализации цифрового эквивалента передаточной функции перейдем от непрерывной передаточной функции к разностному уравнению. Непрерывная передаточная функция имеет вид:
От передаточной функции перейдем к дифференциальному уравнению:
Так
как
,
то:
Таким образом, получаем
где
и
.
-
это время выполнения одного цикла
программы и вывода одного текущего
значения
.
Данное разностное уравнение можно
реализовать на вычислительном устройстве,
предварительно определив время
.
Выберем интервал дискретизации
.
В результате получим конечноразностное уравнение следующего вида:
Так как микроконтроллер может работать только с целыми числами, то будем рассматривать у вещественного числа отдельно целую часть и дробную. Для операций с целой и дробной части будем используются 16-битовые регистры. Максимальные значения целой и дробной части составляют по 4 знака, что обеспечивает достаточно высокую точность вычислений. В результате выполнения программы в порт выводится только целая чаcть Y, но все вычисления проводятся с дробными значениями.
Блок-схема алгоритма разработанной программы приведена на рисунке 2.
Рисунок 2 – Блок схема алгоритма программы, реализующей цифровой эквивалент передаточной функции
Операция умножения.
|
Первый операнд |
Второй операнд |
Результат операции |
Целая часть |
RW1 |
RW2 |
RW4 |
Дробная часть |
RW0 |
|
RW5 |
Рисунок 3 – Блок-схема алгоритма операции умножения