10.6.3 Расчет фнч

Исходные данные для расчета:

АЧХ ФНЧ должна быть монотонной в полосе пропускания и в полосе задерживания.

Коэффициент усиления К=1.

Частота среза fc=10Гц.

Максимальное затухание в полосе пропускания a1=3дБ.

Минимальное затухание в полосе задерживания a2=20дБ.

Ширина переходной области Тwнч=10Гц.

Эти данные были введены в программу расчета фильтра, которая определила, что заданным значениям удовлетворяет фильтр Баттерворта 4-го порядка. Его принципиальная схема показана на рисунке 10.55 и включает два звена 2-го порядка, реализованные на ИМС ОУ: DA1,DA2.

Рисунок 10.55

Расчетный порядок фильтра – 4.

Добротность: звено1 – 0.541196, звено2 – 1.306563

Значения элементов:

звено1: R1=34,8 кОм; R2=34,8 кОм; R3=1,74 кОм; С1=422 нФ; С2=1 мкФ;

звено2: R4=82,5 кОм; R5=82,5 кОм; R6=41,2 кОм; С3=73,2 нФ; С4=1 мкФ.

На рисунке 10.56 приведены характеристики: отдельных звеньев ФНЧ; АЧХ идеального ФНЧ, соответствующая расчетным значениям его компонентов без их округления; АЧХ реального ФНЧ, соответствующая реальным значениям компонентов схемы, полученным после их округления к конкретному стандартному ряду электронных элементов Е96.

1,3,5 – реальные характеристики всего фильтра, 1-го и 2-го звеньев

2,4,6 – теоретические характеристики всего фильтра, 1-го и 2-го звеньев

Рисунок 10.56

10.7 Разработка схемы алгоритма и управляющей программы

Неотъемлемой частью любой микропроцессорной системы является управляющая программа, которая обеспечивает выполнение системой заданных функций.

На рисунке 10.57 приведена схема алгоритма работы ЛМПСУ, структура которой показана на рисунке 10.1.

В начале производится начальная инициализация ведомой ОМЭВМ, включающая начальные установки, программирование таймеров, последовательного и параллельного портов, системы прерываний.

Затем обрабатывается первый (индекс 0) канал трехканальной системы сбора, обработки информации и управления. Это происходит в том случае, если отсутствует прерывание от установки флага RI=1 ведомой ОМЭВМ (входной буфер приемника последовательного канала полон). RI=0 отражает отсутствие необходимости удаленного управления, которое заключается в получении ведомой ОМЭВМ команды от микро ЭВМ более высокой ступени иерархии.

Значение контролируемого параметра 1-го канала (в нашем случае – расход газа) через аналоговый мультиплексор и устройство выборки-хранения, встроенные в микросхему MAX154, поступит на вход АЦП этой микросхемы.

Затем формируется сигнал запуска АЦП, ожидается окончание преобразования и после его завершения информация о текущем значении контролируемого параметра вводится в ОМЭВМ. Здесь это значение сравнивается с заданным, в результате чего вырабатывается сигнал рассогласования, который поступает на цифровой ПИД-регулятор, реализованный программно, и предназначенный для обеспечения требуемого качества процесса управления.

С выхода регулятора снимается управляющее воздействие, которое через параллельный порт ОМЭВМ выводится сигналом – запись в предварительно выбранный регистр – защелку четырехканального ЦАП MAX506.

Цифровое значение, сохраненное в регистре, непосредственно цифро-аналоговым преобразователем, выполненном на матрице R-2R и операционном усилителе, преобразуется в аналоговую величину – напряжение, которая выдается на соответствующий исполнительный элемент.

После завершения обработки первого канала формируется сигнал сброса для АЦП и аналогично обрабатываются второй канал – измерения давления, а затем третий – измерения температуры.

Если после этого работа системы не завершена, то управление вновь передается обработке 1-го канала и т.д.

Если перед очередным циклом обработки появляется сигнал необходимости удаленного управления, то основная программа прерывается и управление передается подпрограмме, осуществляющей взаимодействие с микро ЭВМ более высокого уровня.

Рабочая управляющая программа, реализующая данный алгоритм на языке Ассемблер ОМЭВМ МК51 приведена в таблице 10.7.

Рисунок 10.57

Таблица 10.7 – Рабочая управляющая программа

Блок	Метка		Команда		Комментарий
1			SETB P2.6		Подача высокого уровня на WR
2	MAIN:		JB P3.2, REMCONTROL		Переход к подпрограмме удаленного управления при наличии сигнала УУ
3			MOV R0, 0		Установка начального канала
4		LOOP:	MOV A, P2 AND A,#11111100b OR A, R0 MOV P2, A	Чтение информации из порта P2 Маскировка битов номера канала АЦП Запись номера канала Вывод номера канала в порт P2
5			CLR P2.2	Подача низкого уровня на CS, RD
6			NOP NOP	Задержка для окончания преобразования АЦП
7			MOV A, P1	Чтение данных из АЦП
8			ACALL REG_PROC MOV R1, A	Вызов подпрограммы ПИД – регуля-тора ПП возвращает результат в аккумуляторе
9			MOV A, R0 MOV C, ACC.0 MOV P2.4, C MOV C, ACC.1 MOV P2.5, C SJMP CONTINUE:	Загрузка номера канала в аккумулятор Побитовый вывод номера канала в ЦАП
10		REMCONTROL:		Выполнение команды удаленного управления
11		CHECKEXIT:	JNB P3.5, MAIN	Переход к началу программы
12			RET	Выход из программы
13		CONTINUE:	MOV A, R1 MOV P0, A	Загрузка сигнала управления в аккумулятор Вывод сигнала управления в ЦАП
14			CLR P2.6 SETB P2.6	Подача перехода 0->1 на ЦАП (запуск)
15			SETB P2.2	Подача высокого уровня на CS, RD
16			INC R0 CJNE A, #3, LOOP SJMP CHECKEXIT	Переход к следующему каналу Выполнить для 0..2 канала Переход к следующей итерации

На рисунке 10.58 дана схема электрическая принципиальная ЛМПСУ, реализующая описанную выше задачу

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Цифровая и вычислительная техника. Э.В.Евреинов и др. Под редакцией Э.В. Евреинова. Москва: Радио и связь, 1991. -464с.:ил.

2 Электронные промышленные устройства :Уч. для студ. вузов спец. "Промышленная электроника" В.И. Васильев, Ю.М. Гусев, В.Н. Миронов и др. –М.: Высшая школа, 1988.-303стр.:ил.

3 Руденко В.С. и др. Приборы и устройства промышленной электроники. В.С. Руденко, В.И. Сенько, В.В. Трифонюк (Библиотека инженера ) К.: Техника, 1990. -368cтp.

4 Токхейм Р. Основы цифровой электроники :Пер. с англ. -М.: Мир, 1988. - 392стр.ил.

5 Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. 2-е издание, перераб. и дополн. –Л.:Энергоатомиздат. Ленингр. Отделение, 1988.-304стр.: ил.

6 Браммер Ю.А., Пащук И.Н., Импульсная техника .-К.: Высшая школа , 1985.-320стр: ил.

7 Зубчук В.И. и др. Справочник по цифровой схемотехнике /В.И. Зубчук, В.П. Сигорский, А.Н. Шкурко.-К.:Техника, 1990.-448стр.

8 Тули М. Справочное пособие по цифровой электронике:Пер. с англ.-М.: Энергоатомиадат, Ленингр. отделение, 1990. 176стр.: ил.

9 Димитрова М.И., Пунджев В.П. 33 схемы с логическими элементами И-HЕ: Пер. с болг.-Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отделение, 1988. 112стр.:ил.

10 Федорков Б.Г., Телец В.А. Мкросхемы ЦАП и АЦП: функционирование, параметры, применение. -М .Энергоатомиздат, 1990. -320стр.:ил.

11 Цифровые интегральные микросхемы: Справочник /П.П. Мальцев, Н.С. Долидзе, М.И. Критенко и др. –М.: Радио и связь, 1994.-240стр : ил.

12 Вениаминов В.Н., Лебедев О.Н.. Мирошниченко А.И. Микросхемы и их применение: Справ. Пособие.-3-е изд., перераб. и доп.-М . Радио и связь, 1989 240стр.:ил.-(Массовая радиобиблиотека: Вып. 1143).

Размещено на Allbest.ru