|
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:
|