Электротехника и электроника. - Немцов М.В.
Скачать (прямая ссылка):
Входная информация делится на данные, над которыми выполняются операции, и программу, т. е. последовательность команд, описывающих выполняемые операции. Данные и программа задаются совокупностью слов разной длины в виде двоичных чисел с числом разрядов, кратным 8 (1 байт).
Данные УВв поступают в порт ввода. Сигналы управления выбирают необходимый порт, обеспечивают запись данных, временное хранение в порте, а затем их передачу в магистраль данных, состоящую из совокупности т проводящих линий, обеспечивающих передачу /и-разрядного слова. При магистральной организации связей элементы МП-системы подключаются к единой магистрали через буферные усилители, которые могут находиться в одном из трех состояний:
• передачи данных в магистраль;
• приема данных из магистрали;
• отключения от магистрали.
Сигналами управления одни элементы МП-системы можно поставить в режим передачи информации в магистраль, другие — в режим приема информации, остальные — отключить.
Для того чтобы работа МП не зависела от быстродействия УВв, данные и программа перед ее выполнением записываются в ОЗУ. Объем ОЗУ для управляющей микроЭВМ составляет единицы и десятки килобайт (1 кбайт = 210 байт, т.е. 1 024 восьмиразрядных слова). Кроме того, может подключаться внешняя память, например в виде устройств с магнитными дисками.
403
В управляющей МП-системе, работающей в автономном режиме, программа размещается в запоминающем устройстве перед запуском ее в работу. Данные от датчиков о значениях контролируемых параметров поступают в УВв непрерывно, т.е. в реальном масштабе времени. После их обработки формируются сигналы управления исполнительными механизмами на выходах УВыв.
Последовательность выполнения МП команд программы обеспечивает находящийся в нем счетчик команд.
1. Считывается первая команда из запоминающего устройства; номер ячейки запоминающего устройства, где хранится первая команда, заносится в счетчик команд; после выполнения команды число в счетчике автоматически увеличивается на 1, что обеспечивает последовательность выполнения команд программы.
2. Считывается -из запоминающего устройства код операции, выполняемой по данной команде, и числа или их адреса (порта или ячейки запоминающего устройства), над которыми команда выполняется.
3. Выполняется команда.
После выполнения команды «считывание» выполняется команда из следующей ячейки запоминающего устройства, и цикл повторяется.
Кроме последовательного выполнения команд основной программы в МП предусмотрено ее прерывание на некоторое время с последующим возвратом. При этом для временного хранения содержимое POH, адрес команды основной программы, следующей за точкой прерывания, и некоторая другая информация помещаются в область ОЗУ, называемую стеком. Стек позволяет, например, организовать вложение программ, когда основная программа вызывает одну подпрограмму, та, в свою очередь, может вызвать другую и т.д.
18.2. Аналоговый электронный вольтметр постоянного напряжения
'вхОУ
Типовая схема аналогового электронного вольтметра постоянного напряжения (рис. 18.5) содержит инвертирующий усилитель на основе ОУ с отрицательной последовательной обратной связью по напряжению (см. подразд. 15.6) и отсчетное устройство на основе гальванометра магнитоэлектрической системы, шкала которого градуируется в значениях измеряемо-Рис. 18.5 го напряжения.
404
Составим систему уравнений по второму закону Кирхгофа для контура 1 с учетом (15.11) и закону Ома для цепи гальванометра
U^+^fR-2U^-U^oy=^ (181)
^вых = (Rg+ Rp)Ic
где R0 и Rn — сопротивление цепи гальванометра и добавочного резистора; I0 — ток в цепи гальванометра.
Из системы уравнений (18.1) следует, что ток в цепи гальванометра равен
--Rx + *2 Jj (182)
(Rn+Rc)R2
Подставив формулу (18.2) в формулу (5.4), с учетом полярности подключения вывод OB гальванометра определим
a= Rt+R* Ux=I-Ux, C1R2(Rn + Rc) Си
где Си — цена деления шкалы.
Основное достоинство аналогового электронного вольтметра — высокая чувствительность при большом входном сопротивлении (до 10ю Ом), наглядность для оператора при считывании показаний на полной шкале отсчетного устройства.
Основной недостаток — невысокий класс точности (не выше 1,5).
18.3. Цифровой электронный вольтметр постоянного напряжения
Структурная схема цифрового вольтметра постоянного напряжения (рис. 18.6) состоит из квантователя /, преобразователя кодов 2 и отсчетного устройства 3.
Квантователь осуществляет квантование измеряемого напряжения Ux по уровню, т. е. представление его значения цифровым кодом Nx, и дискретизацию по времени, т.е. измерение через равные интервалы времени.
Преобразователь кодов преобразует цифровой код Nx в цифровой код Nx, с помощью которого осуществляется управление цифровым отсчетным устройством, а в некоторых случаях — и в цифровой код N"x для обмена данными с другими цифровыми устройствами.
Наличие квантователя является принципиальной особенностью цифрового вольтметра постоянного напряжения. Различают квантователи мгновенных (времяимпульсные и кодоимпульсные) и средних за определенный интервал времени (частотно-импульсные и с двухтактным интегрированием) значений измеряемого
