Реферат Курсовая Конспект
Интерфейс токовая петля - Конспект Лекций, раздел Науковедение, КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ, СИСТЕМЫ И СЕТИ Интерфейс «Токовая Петля» Для Представления Сигнала Использует Не Напряжение,...
|
Интерфейс «токовая петля» для представления сигнала использует не напряжение, а ток в двухпроводной линии, соединяющей приемник и передатчик.
Токовая петля обычно предполагает гальваническую развязку входных цепей приемника от схемы устройства. При этом источником тока в петле является передатчик (этот вариант называют активным передатчиком). Возможно и питание от приемника (активный приемник), при этом выходной ключ передатчика может быть также гальванически развязан с остальной схемой передатчика. Существуют упрощенные варианты без гальванической развязки, но это уже вырожденный случай интерфейса.
Токовая петля с гальванической развязкой позволяет передавать сигналы на расстояния до нескольких километров, но при невысоких скоростях (выше 19 200 бит/с не используют, а на километровых расстояниях допустима скорость до 9600 бит/с и ниже). Допустимое расстояние определяется сопротивлением пары проводов и уровнем помех. Поскольку интерфейс требует пары проводов для каждого сигнала, обычно используют только два сигнала последовательного интерфейса (4-проводная линия). В случае двунаправленного обмена применяются только сигналы передаваемых и принимаемых данных, а для управления потоком используется программный метод XON/XOFF. Если двунаправленный обмен не требуется, применяют одну линию данных, а для управления потоком обратная линия задействуется для сигнала CTS (аппаратный протокол) или встречной линии данных (программный протокол). При надлежащем ПО одной токовой петлей можно обеспечить двунаправленную полудуплексную связь двух устройств. При этом каждый приемник «слышит» как сигналы передатчика на противоположной стороне канала, так и сигналы своего передатчика. Они расцениваются коммуникационными пакетами просто как эхо-сигнал. Для безошибочного приема передатчики должны работать поочередно
Функции BIOS для COM–порта
По умолчанию COM-порт машины имеет следующие установки:
V=2400 Бод
L=7 бит
контроль по четности
S=1 бит
DTR=RTS=0=+12B
INT 14H
00H – инициализация. (установка скорости обмена и формата посылок, заданных регистром AL; запрет источников прерываний). На сигналы DTR и RTS влияния не оказывает (после аппаратного сброса они пассивны).
01Н – вывод символа из регистра AL (без аппаратных прерываний). Активируются сигналы DTR и RTS, и после освобождения регистра THR в него помещается выводимый символ. Если за заданное время регистр не освобождается, фиксируется ошибка тайм-аута и функция завершается.
02Н – ввод символа (без аппаратных прерываний). Активируется только сигнал DTP (RTS переходит в пассивное состояние), и ожидается готовность принятых данных, принятый символ помещается в регистр AL. Если за заданное время данные не получены, функция завершается с ошибкой тайм-аута.
03Н – опрос состояния модема и линии чтение регистров М S R и L S R). Эту гарантированно быструю функцию обычно вызывают перед функциями ввода-вывода во избежание риска ожидания тайм-аута.
Ячейки области данных BIOS, хранящие физические адреса последовательных портов с именами COM1..COM4.
COM1 | COM2 | COM3 | COM4 |
0:$0400 | 0:$402 | 0:$0404 | 0:$406 |
Организация программы опроса физических адресов для последовательных портов аналогична программе в п. 3.8.
5. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые интерфейсы
---------------
Назначение, технические характеристики, области применения АЦП и ЦАП. Функциональные схемы и принцип работы АЦП с динамической компенсацией, с параллельным преобразованием. Функциональная схема и принцип работы ЦАП.
--------------
Сигналы системы управления, представленные в виде непрерывных физических величин, будем называть аналоговыми, если величина сигнала кодирует значение физической величины, в отличие от логических сигналов – кодировка физической величины путем задания дискретных значения (0,1), промежуточные значения в виде интервалов относятся к этим двум уровням.
ω, рад/с | … | ||||
Uдс | … |
Цифровой принцип измерения скорости
ω=,
Z – импульс/оборот;
N/Z – часть оборота, совершенного за время TЭ.
φ=– угол поворота в радианах.
Т= φ/ТЭ
Информационным носителем являются импульсы напряжения Uфд. Амплитуда не несет информации о скорости, её несет период импульсов.
5.1 Функциональная схема цифро-аналоговой систему управления
Пусть задающий сигнал – аналоговый.
Предметом рассмотрения дальше будут АЦП и ЦАП, которые преобразуют цифровые сигналы в аналоговые и наоборот.
АЦП – аналого-цифровой преобразователь;
ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь;
Uз – задание на скорость;
Uз* – цифровой код задания на скорость;
Uдс – аналоговый сигнал обратной связи по скорости.
5.2 Принцип построения в ЦАП
Машина может работать с аналоговой информацией, при этом информация представляется в виде______________
Уровень напряжения кодирует сигнал.
Основные узлы:
1. UЭ –
2. делитель по схеме «R-2R»
3. RG-регистр хранит принимаемую информацию.
_____________ и выходами управляется ключами, переключая разрядные токи SA0…SA3.
4. Сумматор токов на операционном усилителе DA1.
Центральную роль играет делитель «R-2R».
Независимо от переключения SA0…SA3, режимы делителя не изменяются.
Переключатели SA0…SA3 – транзисторные.
На практике n=10
Uвых=-Iвх*Rос Iвх= Uвх /Rвх
3разряд: Uвых=-1/2 Iо*Rос
2разряд: Uвых=-1/4 Iо*Rос
1разряд: Uвых=-1/8 Iо*Rос
0разряд: Uвых=-1/16 Iо*Rос
Обозначим информационное слово, записываемое в регистр ЦАП, как последовательность десятичных цифр.
SD: <α3 α2 α1 α0>
αi = ;
Uвых= –(α3*1/2 + α2*1/4+ α1*1/8 + α0*1/16) Iо*Rос
При n→∞ Rэкв≈R Io= UЭ /RЭ
Uвых= –(α3*1/2 + α2*1/4+ α1*1/8 + α0*1/16) UЭ *Rос /RЭ
SD:=….. {формирование выходного кода}
port[Adr]:=SD; {вывод в регистр с адресом Adr}
Математическая модель ЦАПа
Проходная характеристика ЦАПа дискретизирована по уровню.
Величина шага дискретности (σ):
,
где n – число разрядов.
nреальное=10
5.3 Аналого-цифровой преобразователь с динамической компенсацией (АЦП)
Компаратор
ЦАП
Счетчик импульсов
___________ эталон стабилизирующей частоты
G – генератор
& – схема «и»
RG – выходной регистр АЦП
Принцип работы поясним диаграммой:
φн = φи
t=0→ сброс φн < φи Е=1
t=t1 φн = φи Е=0 счетчик → RG =1
t1 – время преобразования
n=8 N*max=255 δ=1/ N*max=0.5% – точность
fэ=1кГц t1= N*max∙1/ fэ=256*0,001=0,256с
fmax=1/2*1/0.256=2Гц
5.4 АЦП с поразрядным уравновешиванием
Алгоритм АЦП:
lx |_____________|
β0 |_| = 1
β1 |__| = 2
β2 |____| = 4
β3 |________| =8
β4 |________________| = 16
lx ={β4 β3 β2 β1 β0}
1. β4 сравним с lx β4> lx lx ={0 β3 β2 β1 β0}
2. β3 сравним с lx β3< lx lx ={0 1 β2 β1 β0}
3. (lx-β3) сравним с β2 lx ={0 1 0 β1 β0}
………
5. lx ={0*β4 1*β3 0*β2 1*β1 1*β0} lx ={0 1 0 1 1}
Пример:
lx |__________________________________|
l4 |_| = 1
l3 |__| = 2
l2 |____| = 4
l1 |________| =8
l0 |________________| = 16
lx< > l0; lx > l0 → lx ={1 x x x x }
(lx - l0)< > l1; (lx - l0) > l1 → lx ={1 1 x x x }
(lx - l0 – l1)< > l2; (lx - l0 – l1) > l2 → lx ={1 1 1 x x }
………….
Электрическая схема
Работу АЦП поясним рисунками:
На интервале времени t1 напряжение соответствует весу разряда α5. Сравнивается с Uвх. Компаратор, обнаружив, что вес этого разряда меньше, чем Uвх, через устройство управления оставляет этот разряд в выходном коде. Память фиксирует этот разряд. На интервале t1–t2 устройство управления дополнительно включает разряд α4. Устройство управления оставляет включенным сигналα4.
Ux={α5 α4 α3 α2 α1 α0}={1 1 0 0 1 0}
В заключение устройство управления перепишет код в выходной регистр.
Программистская модель
Абсолютная погрешность: n=8 σ=0.4% Um
n=12 σ=0.02% Um
Относительная погрешность: n=12 ε=0.02%
Характеристика вход-выход для АЦП
Получение двуквадрантного АЦП
Оценка времени.
tпреобр=nT
fэ=1 кГц T=0.001c
tпреобр=12*0.001≈0.01c – не зависит от измеряемого напряжения.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Механико машиностроительный институт... Кафедра электронного машиностроения... КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Интерфейс токовая петля
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов