Федеральное агентство по образованию РФ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Рязанский государственный радиотехнический университет» Кафедра ПЭл «Сопряжение цифровых и микропроцессорных систем с объектами управления» Курсовой проект на тему: «Разработка системы опроса датчиков» Разработала ст. гр. 724 Кирюшечкина АЕ. Проверил доц. Дягилев А.А. 2011 г.

ЗАДАНИЕ № 9

К курсовому проекту по курсу «Сопряжение цифровых и микропроцессорных систем с объектами управления»

студентки группы №724 Кирюшечкиной А.Е.

Разработать устройство сопряжения цифрового частотомера с данными параметрами:

f= 0.1-100 Гц

δ= 0.01 %

с персональным компьютером через COM-порт.

Оглавление

Введение 4

Функциональная схема устройства 5

Описание работы устройства……………………………………… ……….19

Принципиальная схема устройства… ……………………………………21

Заключение…………………………………..……… ……………………22

Список используемой литературы 23

Спецификация 24

Введение

В современном обществе по мере познания им природы все более возрастает роль измерений. Соответственно непрерывно увеличивается объем измерительной информации – информации о значениях измеряемых физических величин, повышаются требования к качеству и способам ее обработки и использования.

Наибольшее распространение в современной науке и технике получают цифровые измерительные приборы и преобразователи, используемые для измерений, дистанционной передачи измерительной информации, в качестве промежуточных преобразователей для ввода информации в цифровые вычислительные машины и др.

Основные требования, предъявляемые к средствам измерений - это высокая точность; быстродействие; возможность автоматизации процесса измерений; представление результатов измерений в форме, удобной для обработки, в том числе с помощью ЭВМ; малые габариты и вес; высокая надежность.

Разрешить проблему сочетания точности и быстродействия позволили цифровые приборы. Цифровыми измерительными приборами называются приборы, осуществляющие автоматически в процессе измерения операции квантования измеряемой величины, ее цифровое кодирование и представление результатов измерения в цифровой форме непосредственно в виде числа или кода.

Отсутствие подвижных частей в приборах позволило резко увеличить их надежность и долговечность. Представление измерительной информации в цифровой форме дает возможность обработки ее в ЭВМ. Сравнительно легко осуществляется автоматизация процесса измерений.

В рамках данного курсового проекта нам нужно разработать цифровой частотомер. Что же это за устройство? Цифровой частотомер применяется на промышленных предприятиях и электротехнических лабораториях и предназначен для измерения частот в широком диапазоне.

Данный прибор может использоваться для настройки, испытаний и калибровки различного рода приемо-передающих трактов, фильтров для настройки систем связи и других устройств.

Функциональная схема устройства

Структурная схема частотомера, приведенная на рис.1, включает следующие основные блоки:

Рис. 1. Структурная схема цифрового частотомера.

ГТИ – генератор тактовых импульсов, вырабатывает импульсы для подсчета периода.

Схема сравнения – служит для выделения положительной полуволны входного сигнала.

& - устройство логического умножения для синтеза пачки счетных импульсов.

СВФ – схема выделения фронта, нужна для запаздывания обнуления счетчиков, т.е. обнуление должно происходить после записи счетного числа в регистр.

Сч – счетчик для подсчета импульсов в пачке.

Рег – регистр «защелка»

ПЗУ – постоянное запоминающее устройство, требуемое для перевода периода в частоту.

Деш – дешифратор, преобразующий числа из двоичного кода в сигнал, требуемый для вывода знака на индикатор.

Инд – индикатор.

Разработка принципиальной схемы

Принципиальная схема генератора тактовых импульсов приведена на рис. 2. Он выполнен на элементах типа 2И-НЕ DD1.1, DD1.2. Резистор R1 выводит элемент DD1.1 в активный режим работы. Кварцевый резонатор ZQ1 частотой 100 кГц включен в цепь положительной обратной связи с выхода DD1.1 на вход DD1.2. Импульсы частотой следования 1Гц подаются на

логический элемент (см. ниже), который выполняет функцию заполнения пачками импульсов.

Рис.2. Генератор тактовых импульсов

Частота тактовых импульсов определяется из условия обеспечения заданной погрешности. Для обеспечения заданной погрешности необходимо заполнить сигнал длительностью 0,01с (минимальный период) пачкой импульсов, количество которых определим для удобства счета равным 100. Что будет давать необходимую погрешность в 0,1%.

=(100/100000)*100%=0,1%

Рис. 3. Пачки импульсов при 0.1и 100 Гц

Отсюда следует, что частота следования ГТИ должна равняться 1 МГц.

Микросхема DD1 – К155ЛА3, резистор R1 типа МЛТ-0,125 сопротивлением 100 кОм.