1.3. Обработка сигналов x5, x6, x7 и выдача управляющих воздействий у2, у3 и у4

Напряжения X5 и X6 преобразуются в цифровую форму N5, N6 с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП). С выхода АЦП цифровые коды поступают на обработку и вычисляется функция Q2=F(N5, N6, K), где К код уставки. Предполагается, что значения N5 и N6 представляются как целые со знаком и находятся в диапазоне 0 – (2ⁿ-1), где n разрядность АЦП. Полученное значение функции Q2 сравнивается с хранящейся в ПЗУ константой Q0, значение которой должно быть равно (2ⁿ-1)/2. Значение К равно U_к/LSB, где U_к – напряжение коррекции, а LSB значение младшего разряда равное U_ref /2ⁿ, U_ref –опорное напряжение АЦП. Значение К может быть изменено оператором с пульта управления (ПУ). В зависимости от результатов сравнения МПС вырабатывает сигнал высокого уровня Y2 длительностью Т2, если Q2<Q0, или пачку сигналов Y3 с периодом 1 мс и скважностью 2, если Q2≥Q0, причем длительность пачки равна времени Т3. Вид реализуемой функции Q2, значения длительностей Т2, Т3 и напряжение U_к представлены в табл. 3. Вычисление функции Q2 осуществляется по формуле

i =N

Q2=( ∑ Q2_i) /N ,

i = 1

где N равно не менее десяти отсчетов каждого напряжения Х5 и Х6. На рис. 4 представлена схема алгоритма выработки сигналов Y2 и Y3.

Таблица 3

Вид функции Q2 и значения длительностей Т2 и Т3 и напряжения U_к

5

6

Конец

Номер варианта	Функция Q2=F(N5, N6, K)	Значение Т2, мс	Значение Т3, мс	Значение Uк , В
1	Q2i=N5i+N6i+K	20	40	0,012
2	Q2i=N5i/2+N6i+K	30	60	0,024
3	Q2i=N5i-N6i/2+K	40	20	0,009
4	Q2i=N5i/4-N6i+K	30	90	0,019
5	Q2i=(N5i-N6i)/2+K	35	85	0,007
6	Q2i=(N5i-N6i)*2+K	60	120	0,014
7	Q2i=N5i-2*N6i+K	60	200	0,004
8	Q2i=2*N5i-N6i+K	80	40	0,002

Для нечетных вариантов временные интервалы Т2, Т3, формировать программным способом, а для четных вариантов – с помощью таймера.

Напряжение X7 преобразуется c помощью АЦП в цифровую форму N7, затем вычисляется функция Q4 = А0 + N7/ А1, где А0 и А1 коэффициенты, хранящиеся в ПЗУ МПС. Предполагается, что значения N7 также представляется как целое со знаком. Значение коэффициента А0 соответствует значению напряжения 0,5 В, а значение А1 равно четырём.

Значение Q4 выводится на индикатор (устройство отображения информации), входящий в состав ПУ, и с помощью цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) преобразуется в напряжение Y4, которое далее поступает на исполнительный механизм. Опорное напряжение U_ref цифро-аналогового преобразователя необходимо выбрать так, чтобы для него значение LSB соответствовало бы одному милливольту. Тогда, после преобразования в двоично-десятичный код, значение Q4 будет соответствовать напряжению Y4.

Предполагается, что АЦП и ЦАП входят в состав IOU. Погрешность обработки аналоговых сигналов не более 0,1%, т.е. АЦП и ЦАП должны иметь не менее чем 10 разрядов.

2

Нет

Да

1

4

6

3

5

7

Конец

Начало

Рис. 4. Схема алгоритма выработки сигналов Y2 и Y3

В табл.4 даны указания, которые необходимо учесть при выборе конкретных микросхем АЦП и ЦАП (фирм Maxim или Analog Devices). Аналоговые напряжения Х5, Х6, Х7 поступают на входной разъём МПС по трём каналам. Аналого-цифровые преобразователи могут быть одноканальные и многоканальные. В том случае, когда задан одноканальный АЦП, необходимо использовать внешний аналоговый мультиплексор (коммутатор). Данные с АЦП или к ЦАП в зависимости от выбранной микросхемы могут поступать в микроконтроллер в параллельном или последовательном коде. Тип интерфейса для подключения АЦП и ЦАП к микроконтроллеру задан в табл. 4.

Прием

информации

с АЦП и ПУ

Вычисление

функции Q2

Q2<Q0

Y2:=1

Формирование интервала Т2

Формирование сигнала

Y3

Y2 = 0

Таблица 4

Варианты типов интерфейсов АЦП и ЦАП

Номер варианта	АЦП		ЦАП
	Тип интерфейса для счи- тывания данных из АЦП	Число каналов	Тип интерфейса для ввода данных в ЦАП
1	Последовательный I2C	1	Параллельный
2	Последовательный SPI	1	Параллельный
3	Последовательный RS232 (синхронный режим)	1	Параллельный
4	Параллельный	1	Последовательный I2C
5	Параллельный	>1	Последовательный SPI