|
Г
лава 7. Принципы использования микропроцессоров в ИИС.
Глава 7 Принципы использования микропроцессоров
в информационно-измерительных системах.
Микропроцессор используется в технике для построения вычислительных систем, предназначенных для обработки и преобразования информации. Информация в микропроцессорной системе представлена в различных видах: данные, адреса, команды. Микропроцессорная система – цифровая система, поэтому вся информация кодируется в виде чисел в двоичной системе счисления. Для более удобного написания чисел используется шестнадцатеричная система счисления.
Функции, выполняемые микропроцессорами в современных контрольно-измерительных средствах и системах
Микропроцессорные системы стали неотъемлемой частью электронных измерительных приборов, применяемых для измерения параметров электрических сигналов, а также характеристик неэлектрических физических величин.
Проникновение микропроцессоров в измерительную технику во много раз повысило точность приборов, значительно расширило их функциональные возможности, упростило управление работой, повысило надежность, быстродействие, открыло пути решения задач, которые ранее вообще не решались. Трудно переоценить значение микропроцессоров для создания измерительно-вычислительных комплексов – автоматизированных средств измерений, предназначенных для исследования, контроля и испытаний сложных объектов. Малые габариты, масса, невысокая стоимость позволили встраивать микропроцессоры непосредственно в приборы и использовать для автоматизации процесса измерений.
В настоящее время можно выделить два направления применения вычислительных средств в приборостроении:
использование микропроцессоров и микроЭВМ для создания автоматизированных переносных приборов;
использование микропроцессорных контроллеров для создания автоматизированных и полностью автоматических измерительных систем и установок.
Применение в измерительных средствах микропроцессоров и микроЭВМ позволяет успешно решать следующие задачи:
Расширение функциональных возможностей измерительных приборов и систем. Это достигается простым переключением режимов и алгоритмов измерений с помощью микропроцессорной системы по программам, записанным в памяти системы.
Сокращение времени на настройку и калибровку приборов. Настройка и калибровка выполняется автоматически перед началом работы. Возможна автоматическая реализация режима «самообучения» по серии образцов и выбор оптимального алгоритма измерения и режима работы прибора.
Повышение достоверности измерений благодаря самодиагностике и исключению ошибок оператора при настройке и калибровке прибора.
Повышение точности измерений благодаря использованию сложных алгоритмов обработки информации, трудно реализуемых в обычных приборах.
Повышение производительности измерений. Отдельные отсчеты выполняются прибором автоматически, запоминаются и обрабатываются. Оператор получает результаты измерений в обобщенном виде (например, в виде среднего значения за некоторый промежуток времени) или индицируются параметры, выходящие за допустимые пределы. Это позволяет освободить оператора от рутинных операций по регистрации и анализу результатов.
Возможность работы с прибором персонала с невысокой квалификацией, поскольку управление работой прибора и анализ результатов автоматизированы.
Сокращение затрат на разработку новых приборов. Электрические схемы приборов разного назначения унифицируются, а различие в алгоритмах функционирования обеспечивается программными средствами.
Функции, выполняемые вычислительными средствами в измерительных приборах и системах весьма разнообразны. Их можно условно разделить на две группы:
К первой группе относятся такие функции как реализация основных алгоритмов (решение систем уравнений, дифференцирование и интегрирование, фильтрация, свертка, обработка изображений и т.д.), статистическая обработка данных (вычисление средних значений, построение гистограмм).
Во вторую группу входят функции:
-управление режимом работы прибора (установка чувствительности, перестройка полосы пропускания фильтров и т.д.);
-управление калибровкой (установка нуля, проверка градуировки по электрическим сигналам или образцам);
-самодиагностика (проверка работоспособности прибора, определение неисправности);
-управление внешними устройствами (индикаторами, системами сканирования).
Не все эти функции могут быть реализованы на микропроцессорах и микроЭВМ. Часть из них иногда более целесообразно реализовать аппаратно (то есть, используя электронные схемы на дискретных компонентах и микросхемах).
|
Скачать 141.5 Kb.