Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Микропроцессорные модули для интеллектуальной обработки информации. Измерительный канал «интеллектуальных» датчиков.





Сравнительные результаты анализа микропроцессоров таких фирм как Intel, Motorola, Analog Device, Atmel, Microchip, Siemens AG, Texas In­struments, Dallas Semiconductor, Philips, Zilog позволили выделить 3 группы микропроцессоров.

В первую группу вошли процессоры наиболее предпочтительные для использования в «интеллектуальных» датчиках. Это процессоры семейства PIC фирмы Microchip (PIC 16/17 и PIC 1400), а также М68НСхх фирмы Motorola.

Ко второй группе можно отнести процессоры ADuC812 (Analog De­vice), AT90Sxxxx (Atmel), C50x (Siemens AG), MSP430 (Texas Instruments).

В третьей группе находятся как узко специализированные (напри­мер, процессоры ЦОС), гак и универсальные микропроцессоры (широкого применения).

PIC (Peripheral Interface Controller) - процессоры целесообразно ис­пользовать в устройствах с модульной конструкцией, когда требуются уст­ройства одного типа, но с различными функциональными возможностями. Они имеют малые габариты и низкое энергопотребление, однако сложные устройства на них строить неудобно.

Микропроцессоры ADuC812 функционально являются наиболее на­сыщенными, но и цена их одна из самых высоких. Семейство AVR-ироцессоров фирмы Atmel обладает одной из самых высоких производительностей и мало уступает по функциональной насы­щенности ADuC812. Такие процессоры целесообразно использовать в уст­ройствах интеллектуальной обработки сигналов.

Микропроцессоры MSC51 (Intel) и большинство их аналогов, не­смотря на их универсальность и разнообразие периферии, не имеют в сво­ем составе 10-ти разрядных АЦП, встроенной энергонезависимой памяти, энергопотребление у них недостаточно низкое. Процессоры фирмы Dallas Semiconductor (DS5000T, DS87530) имеют массу достоинств, но их температурный диапазон очень узкий.

Микропроцессоры 8ХС552 (Philips) при наличии 8 - канального 10 разрядного АЦП не имеют энергонезависимой памяти и характеризуются большим энергопотреблением. ЦОС-процессоры при своей огромной производительности зачастую имеют ограниченные указанные функциональные возможности.

Поэтому микропроцессоры третьей группы должны применяться или в случае высоких запросов к определенным параметрам, или в случае тре­бования к устройству выполнять широкий спектр различных функций.

Анализ микропроцессоров с точки зрения их использования в ДПА показывает, что невозможно выбрать единственный микропроцессор и на его основе делать все преобразователи. Целесообразным является выбор нескольких процессоров с взаимодополняющими харакгсристиками, удов­летворяющих поставленным требованиям. В аналоговый канал входят: аналоговый мультиплексор на N недифференциальных или N/2 дифференциальных каналов; измерительный усилитель (обычно с программируемым коэф­фициентом усиления); устройство выборки и хранения (УВХ), обеспечивающее по­стоянство уровня преобразованного сигнала в течение такта аналого- цифрового преобразования;

АЦП (в последнее время усилитель, УВХ и АЦП изготавлива­ются в одном корпусе).Вычислительный канал содержит: -микроконтроллер; -схему управления, состоящую из регистров и дешифраторов; -внешнюю память программ и данных (ОЗУ, ППЗУ). В состав последовательного интерфейса входит контроллер 82С51 (преобразователь уровней). Большинство однокристальных микроЭВМ со­держит встроенный контроллер RS-232. Главный недостаток микропроцессорных модулей с последователь­ным интерфейсом заключаются в том, что алгоритм обработки аналоговых сигналов не полностью адаптирован к широкой гамме воздействий на чув­ствительный элемент датчика физической величины, что приводит к необ­ходимости перепрограммирования встроенной памяти микроконтроллера. Многие изделия имеют электрически перепрограммированные ППЗУ, та­кие как 6В50-Т, 6В11 [109] со своими специализированными микрокон­троллерами. Поддерживая тенденции автоматизации датчиков, расширения их специализации, минимизации размеров, энергопотребления, стоимости, производители микроэлектроники обеспечивают рынок микропотребляю­щими микроконтроллерами с малыми размерами, увеличенной скоростью выполнения операций и расширенными функциональными возможностя­ми, такими как ЦОС непосредственно в микроконтроллере, управление режимом энергопотребления. Для интеллектуализации датчиков наиболее распространенным является применение однокристальных микро ЭВМ се­мейства MSC-51 и семейства С251 (совместимого с MSC-51). Это объяс­няется дешевизной и широким распространением представителей данного семейства.Измерительный канал «интеллектуальных» датчиков: Измерительный канал помимо аппаратных средств включает в себя программное обеспечение (ПО) и интерфейс с системой верхнего уровня. Электронный блок выполняет функции фильтрации сигнала первич­ного преобразователя и их преобразование в цифровую форму. Выбор конкретной реализации указанного блока значительным образом зависит от характера информационного сигнала первичного преобразователя. Аппаратным обеспечением программной части информационного канала является микропроцессор или микроконтроллер. В зависимости от конструкции микропроцессор также может обеспечивать интерфейс с сис­темой верхнего уровня. Наибольший интерес представляет ПО информационного канала. ПО позволяет улучшить характеристики измерительного преобразователя и расширить его функциональные возможности. Классификация (ПО) основывается наследующих признаках: -вид алгоритма преобразования; -номенклатура входных воздействий; -функциональные возможности; -сервисные функции. По виду алгоритма преобразования ПО делится на: -работающее по одному фиксированному алгоритму; -допускающее изменение алгоритма функционирования в про­цессе работы, т.е. адаптивное ПО; -имеющее возможность синтеза новых алгоритмов работы, т.е. самообучающиеся ПО. По номенклатуре входных воздействий ПО классифицируется сле­дующим образом: одноканальный информационный вход. Одной измеряемой ве­личине соответствует одно значение, поступающее на вход ПО; многоканальный информационный вход. Одной измеряемой величине соответствует несколько значений, полученных от работающих параллельно измерительных преобразователей или в результате каких- либо вычислений; информационный вход. Информация об измерениях передает­ся совместно по каналу с образцовой величиной или информация об изме­ряемой величине передается совместно с дополнительными данными, представляющими информацию о внешних воздействиях. Функциональные возможности ПО определяются следующей выда­ваемой информацией: значение измеряемой величины; значение измеряемой величины, а также информация о состав­ляющих погрешности результата; значение измеряемой величины, а также информация о произ­водных величинах; значение измеряемой величины, а также предсказание будуще­го значения величины. Сервисные функции ПО включают в себя: самодиагностику; метрологическую поверку; дистанционную настройку (обучение). Интеллектуальность измерительного канала определяется не столько аппаратными, сколько программными средствами. Наличие микропроцес­сора не является достаточным признаком интеллекта, также как и любой алгоритм не является интеллектуальным. Степень «интеллектуальности» алгоритма определяется его возмож­ностями. На низшем уровне находятся однозначные алгоритмы, на верх­нем - самообучающиеся алгоритмы. Самообучающиеся алгоритмы и могут считаться интеллектульными. Использование искусственного интеллекта в измерительных преоб­разователях влечет за собой возрастание затрат на разработку на началь­ном этапе, но в дальнейшем позволит значительно повысить характеристи­ки преобразователей и систем в целом.

 







Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.