Курсовая работа: Комп’ютерне моделювання вимірювальної системи
Рис. 2.6. Схема АЦП
Роздільна здатність n-бітного АЦП
h = U0 / (2n -1), (2.3)
де U0 – опорна напруга.
Цифрове значення на виході АЦП:
D =Round(U2 /h). (2.4)
Згідно завданню розрядність АЦП n=8, опорна напруга U0 =1 В.
2.1.4 Мультиплексор
В багатьох випадках різні елементи системи повинні разом використовувати деякі обмежені ресурси, наприклад вхідний порт комп’ютера або довгий сигнальний кабель, по котрому передається інформація від декількох датчиків. Мультиплексування (multiplexing) [2] дає можливість комп’ютеру у будь-який момент часу вибрати сигнал, який датчику необхідно зчитати. Іншими словами мультиплексор (multiplexer) можна розглядати як перемикач (комутатор), який з’єднує комп’ютер у кожен момент часу тільки з одним датчиком (рис.2.7). Мультиплексування застосовується не тільки в області вимірювання, але й відіграє, хоча і в іншому сенсі, важливу роль в техніці зв’язку.
Рис. 2.7. Мультиплексування і АЦ – перетворення вимірювальної інформації
Мультиплексор може бути електромеханічним або електронним. Якщо вважати, що всі виходи мультиплексора пронумеровані, то перемикання зазвичай відбувається послідовно у відповідності з порядковим номером; однак застосовуються і інші алгоритми. Електромеханічний мультиплексор з язичковим реле – надійна, хоча до деякої міри, повільна система; він може виконувати до сотні комутацій в секунду. Експлуатаційний період мультиплексора цього типу обмежений природнім зношування рухомих частин, хоча, з іншого боку, такі системи мають добрі ізолюючі якості й низьку вартість. Інший не менш важливий фактор – дуже мале зниження напруги на контактах. Для порівняння: електронний напівпровідниковий мультиплексом значно швидший (комутація триває не більше кількох мікросекунд).
Згідно завданню схема мультиплексора наступна:
Рис. 2.8. Сигнали мультиплексора
2.1.5 Паралельний порт
Основне призначення паралельного порту (інтерфейс Centronics, аналог ИРПР-М) – це під’єднання до комп’ютера принтерів різних типів[5, 6]. Тому розміщення контактів роз’єму, призначення сигналів та програмні засоби орієнтовані на це застосування. В той же час через Centronics можна керувати й нестандартними зовнішніми пристроями. Перевагами Centronics є стандартність, простота та паралельність (рис. 2.9).
Для зв’язку комп’ютера із зовнішніми пристроями служать порти. Одні порти служать для вводу даних в комп’ютер, а інші - для виводу. Дані в порт записуються і зчитуються по шині даних D0-D7 (8 біт), а для вибору конкретного порту використовується шина адреси A0-A15 (16 біт).
Рис. 2.9. Ввід-вивід даних через паралельний порт
Фактично паралельний порт складається з трьох 8-бітних портів/ регіcтрів:
1) DR – Data Register, 8 – бітний регістр даних (вивід);
2) SR - Status Register, 5-бітний регістр стану (ввід);
3) CR – Control Register , 4-бітний регістр контролю (вивід);
при цьому DR, CR служать для виводу даних з комп’ютера, а SR – для вводу. Кожному біту (розряду) порту принтера фізично відповідає один контакт в роз’ємі. Використовується такі адреси портів принтера: LPT1 ($00378), LPT2 ($00278) і LPT3($003BC). Для більшості комп’ютерів адреси портів принтера (LPT1) в шістнадцятковій системі наступні: DR ($00378); SR ($00379), CR ($0037А), тобто адреса наступного регістра на 1 більша від попереднього, проте адреса першого порта може бути різною. Визначити адресу – в BIOS.
Логічній одиниці на розряді паралельного порту відповідає напруга +5В, а логічному нулю – 0 В. Проте, якщо розряд інверсний, то логічній одиниці відповідає 0 В, а логічному нулю – 5В.
Інформація в порт зчитується по 4 біти:
Рис. 2.10. Зчитування бітів у порт