71_75.pdf

Obiektowa stacja systemu akwizycji danych

P R O J E K T Y

Obiektowa stacja

systemu akwizycji

danych, część 2

AVT−828

KoÒczymy opis stacji

akwizycji danych analogowych,

ktÛra jest ìsercemî

zaawansowanego systemu

pomiarowego. W†kolejnych

numerach EP przedstawimy

przystawki z†ni¹

wspÛ³pracuj¹ce.

Rozpoczynamy od

matematyki, czyli zabiegÛw

niezbÍdnych podczas

kalibrowania toru

pomiarowego.

Kalibracja modu³u

Idealna charakterysty-

ka toru pomiarowego to

odcinek prostej

yo=Ao*x+Bo (o - obli-

czeniowy), ³¹cz¹cy punk-

ty (0 o C - 150) i†(150 o C -

900), natomiast charakte-

rystyka rzeczywista jest

rÛwnieø liniowa (co wyni-

ka z†zastosowanych rozwi¹zaÒ

uk³adowych) i†jest odcinkiem

prostej o†nieco innym nachyleniu

i†przesuniÍciu (wielkoúÊ tej rÛøni-

cy zaleøy od tego, jak uda³o siÍ

nam dobraÊ elementy):

yr=Ar*x+Br (r - rzeczywisty).

Sprowadzenie charakterystyki

rzeczywistej do idealnej wykonu-

jemy poprzez mnoøenie jej przez

wspÛ³czynnik korekcji wzmocnie-

nia oraz dodanie offsetu korekcji

przesuniÍcia:

Ao*x+Bo=K*(Ar*x+Br)+Ofs=

(K*Ar)*x+(K*Br+Ofs)

WspÛ³czynnik korekcji wzmoc-

nienia jest rÛwny K=Ao/Ar. Jest

on wyznaczony w†procesie kalib-

racji jako:

K=(yo(150)-yo(0))/(yr(150)-

yr(0))=750/(yr(150)-yr(0)),

gdzie y(150) to wartoúci pomiaru

dla gÛrnej granicy zakresu, czyli

150 o C, a†y(0) - dla dolnej, czyli

0 o C.

Natomiast offset jest wyznacza-

ny w†procesie kalibracji jako:

Ofs=yo(75)-K*yr(75)=525-K*yr(75),

gdzie y(75) to wartoúci pomiaru

dla po³owy zakresu, czyli 75 o C -

minimalizuje to b³Ídy dla typo-

wych zakresÛw pomiarowych.

Proces kalibracji najlepiej by-

³oby przeprowadziÊ dla pe³nego

toru pomiarowego - czyli ³¹cznie

z†czujnikiem temperatury. Jednak

wi¹øe siÍ to z†powaønymi kom-

plikacjami wynikaj¹cymi z†ko-

niecznoúci precyzyjnego zadawa-

nia temperatur (zw³aszcza øe to-

rÛw pomiarowych jest duøo). Nie

jest takøe rozwi¹zana sprawa szyb-

kiej i†niek³opotliwej wymiany

uszkodzonych czujnikÛw.

Wprowadzi³em zatem metodÍ

kompromisow¹. Przeprowadzona

zostaje dok³adna kalibracja torÛw

analogowych modu³u, przy za³o-

øeniu wspÛ³pracy z†idealnym czuj-

nikiem: na wejúcia podajemy syg-

na³y pr¹dowe odpowiadaj¹ce war-

toúciom wyjúciowym charakterys-

tyki katalogowej czujnika. Nato-

miast dopasowanie konkretnego

czujnika jest zrealizowane juø na

obiekcie (on-line) poprzez wpro-

wadzenie dodatkowego offsetu

czujnika, wynikaj¹cego z†rÛønicy

wartoúci mierzonej i†wartoúci

wskazywanej przez niezaleøny po-

miar kontrolny.

Ze wzglÍdu na fakt, øe kaødy

czujnik pracuje we w³asnym, do-

syÊ w¹skim zakresie temperatury

przyj¹³em teø, øe offset czujnika

nie zaleøy od temperatury. To

przybliøenie sprawdza siÍ w†prak-

tyce wystarczaj¹co dobrze (wpro-

Elektronika Praktyczna 10/99

Obiektowa stacja systemu akwizycji danych

Rys. 3. Schemat elektryczny przystawki zapewniającej linii SDA i SCL

pull−up oraz "zadajnik" prądu.

j¹cy w†úrodowis-

ku Win 3.x, Win

9x. Modu³ wyko-

rzystuje do ko-

munikacji z†pro-

gramem swÛj in-

terfejs RS232C.

Kabel transmisyj-

ny wymaga jedy-

nie skrzyøowa-

nych linii RxD

i†TxD, natomiast

od strony modu-

³u jest zmodyfi-

kowany poprzez

zwarcie linii RI

(pin 9) do masy

- w†ten sposÛb

modu³ zostaje po

w³oøeniu wtyku

poinformowany o†koniecznoúci

prze³¹czenia siÍ na wspÛ³pracÍ

z†monitorem.

Po po³¹czeniu (wspomnianym

kablem) modu³u z†wybranym por-

tem komputera i†w³¹czeniu zasi-

lania uruchamiamy program z†pa-

rametrem <COM1>..<COM4>,

okreúlaj¹cym numer uøytego por-

tu. Jeúli port bÍdzie zajÍty -

program zg³osi to i†siÍ wy³¹czy.

W†linii statusu podany jest stan

komunikacji z†modu³em - jesteú-

my informowani w†razie wyst¹-

pienia k³opotÛw z†po³¹czeniem

( rys. 4 ).

Wyprzedzaj¹co naleøy dodaÊ,

øe dla poprawnej, indywidualnej

pracy modu³u prze³¹cznik numer

4†powinien byÊ w³¹czony. Wynika

to z†organizacji ³¹cznoúci z†modu-

³em w†ramach stacji obiektowej

i†bÍdzie dok³adniej omÛwione

dalej. Przy poprawnej pracy mo-

du³ jest wywo³ywany co ok. 1†se-

kundÍ. Program wysy³a ramkÍ

danych ze specyfikacj¹ komend

do wykonania. Podstawow¹, za-

wsze wysy³an¹ komend¹ jest ø¹-

danie przes³ania wynikÛw pomia-

rÛw. Modu³ zwraca te wyniki oraz

pozycjÍ swojego prze³¹cznika ad-

resowego: dane te s¹ wyúwietlone

w†okienkach ìdipswitchî oraz ìka-

na³ 0†- 7î. Wykorzystuj¹c tylko tÍ

komendÍ moøemy uøywaÊ modu-

³u indywidualnie - jako 8-kana-

³owego termometru sprzÍøonego

z†komputerem.

W celu wykonania kalibracji

wybranego kana³u (przyciskiem

na gÛrnym panelu) przeprowa-

dzamy nastÍpuj¹c¹ sekwencjÍ

czynnoúci:

wadzenie dok³adniejszej korekcji

jest oczywiúcie moøliwe - polega

na odpowiednim rozszerzeniu op-

rogramowania).

Przebieg procesu kalibracji jest

nastÍpuj¹cy:

- ustawiamy na wejúciu wybrane-

go kana³u pr¹d 0,2732mA (0 o C),

- mikrokontroler zapamiÍtuje war-

toúÊ mierzon¹ (nieskorygowan¹)

dla 0 o C,

- te same operacje powtarzamy

dla 150 o C (0,4232mA) i†75 o C

(0,3482 mA),

- po otrzymaniu polecenia ka-

libracji mikrokontroler wyko-

nuje wyliczenie wspÛ³czynni-

kÛw K†oraz Ofs dla danego

toru wg zasad opisanych

wczeúniej i†zapamiÍtuje je

w†pamiÍci EEPROM - od tej

chwili s¹ one uøywane do

korygowania wartoúci kaødego

pomiaru.

Nie by³oby to u³atwieniem (a

wrÍcz przeciwnie!), gdyby nie

szereg narzÍdzi wspomagaj¹cych.

Do zasilania modu³u od³¹czonego

od magistrali stacji obiektowej

s³uøy ma³a przystawka zapewnia-

j¹ca pull-up linii SDA i†SCL,

zabezpieczenie przed odwrotnym

w³¹czeniem i†sygnalizator napiÍ-

cia. Z†racji prostoty zosta³a zmon-

towana ìw powietrzuî w†obudo-

wie wtyku DB-9 ( rys. 3 ).

Do zadawania wartoúci pr¹du

takøe powsta³a przystawka. Za-

wiera stabilizator 78L05, prze³¹cz-

niki suwakowe, 8-pozycyjny prze-

³¹cznik obrotowy, potencjometr

wieloobrotowy (drutowy TELPOD)

i†nieco rezystorÛw. S¹ one dob-

rane tak, aby w†po³¹czeniu z†re-

zystorami wejúciowymi modu³u

zapewniÊ z†grubsza w³aúciwe war-

toúci pr¹du dla kolejnych (0, 75,

150 o C) punktÛw pomiarowych. Do-

k³adne dostrojenie dla kaødego

punktu i†kana³u wykonujemy rÍcz-

nie potencjometrem (rys. 3).

Zadajnik pr¹du jest wyposaøo-

ny we wtyk dopasowany do gniaz-

da wejúciowego modu³u (DB-9)

oraz wyprowadzenie do do³¹czenia

kontrolnego miliamperomierza -

musi to byÊ przyrz¹d zapewniaj¹-

cy wymagan¹ rozdzielczoúÊ, a†wiÍc

co najmniej 4-cyfrowy. Zadajnik

jest zasilany przez z³¹cze z†modu-

³u - nie ma tam jednak linii masy

potrzebnej do dzia³ania stabiliza-

tora - naleøy j¹ pod³¹czyÊ oddziel-

nie, do czego s³uøy przygotowany

przewÛd z†krokodylkiem.

Najwaøniejszym narzÍdziem

wspomagaj¹cym kalibracjÍ jest

program monitora modu³u, pracu-

Elektronika Praktyczna 10/99

Obiektowa stacja systemu akwizycji danych

- Wybieramy punkt pomiarowy

i†ustawiamy za pomoc¹ zadajni-

ka odpowiedni pr¹d na odpo-

wiednim wejúciu.

- Wysy³amy polecenie zapamiÍta-

nia wyniku przyciskiem

ìPOM.î. Mikrokontroler po po-

prawnym wykonaniu komendy

zwraca potwierdzenie - program

zaznacza to w†odpowiednich

okienkach panelu ìPomiarî.

- Po wykonaniu wszystkich trzech

pomiarÛw dla danego kana³u

wysy³amy polecenie kalibracji -

przycisk ìKAL.î. Pozytywna re-

alizacja jest zaznaczona w†polu

ìKalibracjaî dla obs³ugiwanego

kana³u. Rezultat od razu widaÊ

w†polu wartoúci temperatury -

powinna ona dok³adnie odpo-

wiadaÊ ustawionemu aktualnie

pr¹dowi. Powyøsz¹ sekwencjÍ

powtarzamy dla kolejnych kana-

³Ûw.

Przycisk ìOFS.î s³uøy do wpro-

wadzania korekcji dla indywidu-

alnych czujnikÛw AD590. Na pod-

stawie pomiaru kontrolnego tem-

peratury, wpisujemy w†otworzo-

nym okienku dialogowym now¹,

w³aúciw¹ wartoúÊ - program wy-

licza na tej podstawie odpowiedni

offset i†przesy³a go do mikrokon-

trolera w†celu zapamiÍtania

w†EEPROM. Okienko jest wyposa-

øone w†kontrolÍ zakresÛw - ost-

rzega jeúli poprawka jest zbyt

duøa, co na ogÛ³ wskazuje na

usterkÍ sprzÍtow¹ czujnika lub

toru pomiarowego. O†ile kalibra-

cjÍ wykonujemy zazwyczaj w†wa-

runkach warsztatowych, to offset

czujnika wprowadzamy na obiek-

cie - przy stacji normalnie pra-

cuj¹cej (modu³ informuje stacjÍ

i†operatora - poprzez swÛj bajt

statusu - o†w³¹czeniu trybu mo-

nitora).

Wszystkie opisane opcje (z

wyj¹tkiem prze³¹czania kana³Ûw

i†punktÛw pomiarowych) nie dzia-

³aj¹ przy braku komunikacji z†mo-

du³em.

Program monitora nie wymaga

specjalnej instalacji i†nic nie zmie-

nia w†rejestrze i†plikach konfigu-

racyjnych - do wybranego katalo-

gu kopiujemy md590.exe oraz

opis590.txt . Potrzebna jest teø -

o†ile jeszcze jej nie mamy w†ka-

talogu ìsystemî (przy okazji sto-

sowania produktÛw Borland/Inp-

rise) - biblioteka bwcc.dll (moøe-

my j¹ skopiowaÊ do folderu ìsys-

temî albo do naszego folderu

roboczego). Plik opis590.txt za-

wiera tylko teksty opisÛw wartoú-

ci temperatury i†pr¹du dla kalib-

racyjnych punktÛw pomiarowych.

Jeúli go nie ma, to nic siÍ nie

stanie i†przyjÍte zostan¹ opisy dla

MD-590. Natomiast jeúli chcieli-

byúmy wykorzystaÊ monitor dla

bazuj¹cych na tym samym mecha-

nizmie programowym urz¹dzeÒ

z†innymi zakresami - odpowied-

nio zmieniamy opisy, aby nie

wprowadza³y w†b³¹d.

pod p³yt¹ montaøow¹). W†ten

sposÛb sta³e elementy okablowa-

nia (nie podlegaj¹ce prze³¹cze-

niom) s¹ ukryte, natomiast sam

modu³ moøna ³atwo od³¹czyÊ

w†celu naprawy, kalibracji itp.

£¹czÛwka moøe byÊ wykonana

jako zwyk³y zestaw gniazda i†lis-

twy zaciskowej. W†razie potrzeby

moøna j¹ takøe rozbudowaÊ np.

o†elementy ochrony przeciwprze-

piÍciowej.

Gniazda s¹ po³¹czone przewo-

dami taúmowymi z†odpowiednimi

punktami lutowniczymi na p³ytce

( rys. 5 ). Rozmieszczenie elemen-

tÛw na p³ytce pokazano na rys.

6 .

Wykonanie modu³u

Jednowarstwowa p³ytka druko-

wana modu³u jest wykonana

w†technologii fotochemicznej. Jest

dopasowana do taniej, popularnej,

ale estetycznej i†mocnej plastyko-

wej obudowy ZV.

Doln¹ po³ÛwkÍ obudowy mo-

cujemy na p³ycie montaøowej

szafki pomiarowej (mog¹ to byÊ

wkrÍty, moøna dokupiÊ takøe

uchwyty do eurolistwy - co jed-

nak znacznie podraøa nasz¹ kon-

strukcjÍ. Moøemy teø - jeúli nie

przewidujemy demontaøu - po

prostu uøyÊ kleju). Gniazda po-

³¹czeniowe s¹ ulokowane w†bocz-

nych úciankach. S¹ to: (z†jednej

strony obudowy) DB-9M dla

RS232C i†DB-9F do pod³¹czenia

czujnikÛw temperatury oraz

(z†drugiej strony) DB-9M i†DB-9F

do pod³¹czenia magistrali stacji

(zasilanie i†I 2 C). Gniazdo czujni-

kÛw jest po³¹czone z†poszczegÛl-

nymi czujnikami nie bezpoúred-

nio, ale za poúrednictwem dodat-

kowej ³¹czÛwki (umieszczonej

Montaø przygotowanej p³ytki

warto rozpocz¹Ê od jej sprawdze-

nia - czy nie wystÍpuj¹ przerwy

lub zwarcia. NastÍpnie wlutujemy

potrzebne zworki, podstawki i†ele-

menty bierne. Potem zmontujemy

obwody zasilania i†- po prowizo-

rycznym pod³¹czeniu - sprawdzi-

my, czy wartoúci napiÍÊ s¹ zgod-

ne z†zak³adanymi (+5V z†ST2

i†ST3 oraz ok. 3,9V z†ST1).

UWAGA: na p³ytce obudowa

ST2 narysowana jest odwrotnie

(zamienione piny 1†i†3†- naleøy j¹

przy montaøu obrÛciÊ).

Po wlutowaniu wzmacniaczy

operacyjnych sprawdzamy wstÍp-

nie pracÍ torÛw analogowych

(kontrolujemy napiÍcia przy zada-

nych pr¹dach wejúciowych - po-

winny siÍ w†przybliøeniu zgadzaÊ

z†podanymi w†opisie czÍúci ana-

logowej). Jeúli wszystko dzia³a

prawid³owo, przystÍpujemy do

uruchomienia czÍúci cyfrowej.

Rys. 4 Widok okna programu sterującego pracą modułu MD−590.

Elektronika Praktyczna 10/99

Obiektowa stacja systemu akwizycji danych

Po wmontowaniu wszystkich

elementÛw i†w³oøeniu do pod-

stawki mikrokontrolera pod³¹cza-

my symulator EPROM. Jeúli jest

on zasilany z†uk³adu, dobrze jest

obniøyÊ napiÍcie zasilania do

8..9V - stabilizator pracuje bez

radiatora, co zupe³nie wystarcza

w†normalnych warunkach, nato-

miast dodatkowo obci¹øony symu-

latorem moøe siÍ przegrzewaÊ.

£adujemy ma³y program testo-

wy, ktÛry cyklicznie zmienia stan

ktÛregoú wyjúcia - moøe to byÊ

np. linia DTR portu RS232. Mu-

simy teø pamiÍtaÊ o†koniecznoúci

obs³ugi licznika watchdoga.

Sprawdzamy, czy program jest

realizowany - co úwiadczy

o†sprawnoúci podstawowego uk³a-

du mikrokontrolera.

Moøemy teraz za³adowaÊ pro-

gram docelowy (albo od razu

w³oøyÊ zaprogramowany EPROM),

w³¹czyÊ zewnÍtrzne podci¹gniÍcie

linii SDA oraz†SCL i†przeprowa-

dziÊ prÛby komunikacji modu³u

z†monitorem oraz dzia³ania proce-

dur kalibracji. Dalsze etapy kon-

troli - czyli sprawdzenie pracy

modu³u w†stacji obiektowej - bÍd¹

moøliwe dopiero po z³oøeniu ca-

³ego zestawu.

KoÒczymy montaø sk³adaj¹c

obudowÍ i†wyposaøaj¹c j¹ w†opis.

- procedury obliczeniowe korekty

pomiarÛw analogowych oraz ka-

libracji.

Zegar (timer) systemowy jest

zrealizowany w†sposÛb tradycyj-

ny dla serii MCS 51 - poprzez

obs³ugÍ przerwania licznika T0

pracuj¹cego w†trybie 16-bitowym

z†prze³adowaniem. W†procedurze

obs³ugi - wywo³ywanej co ok.

50ms - jest filtrowane wejúcie

steruj¹ce prze³¹czaniem trybÛw

pracy (zwyk³y/monitor), spraw-

dzany timeout sesji komunikacyj-

nej I 2 C i†ustawiana flaga sekun-

dnika.

Wejúcia prze³¹cznika adreso-

wego nie s¹ filtrowane, gdyø nie

przewidujÍ ich prze³¹czania

w†trakcie pracy - s¹ odczytane

jednokrotnie podczas startu pro-

gramu. Prze³¹cznik umoøliwia do-

³¹czenie do magistrali stacji czte-

rech modu³Ûw MD-590 (lub 3†jeúli

kontroler stacji wykorzystuje

PCF8583).

Jego po³oøenie okreúla adres

pamiÍci EEPROM modu³u oraz

adres Slave mikrokontrolera (po

wys³aniu tego adresu przez kon-

troler modu³ odpowiada i†przesy-

³a swoje dane). Jeden z†prze³¹cz-

nikÛw dipswitcha pozwala na

indywidualne dzia³anie modu³u

(jak to by³o wspomniane wczeú-

niej). Przyj¹³em bowiem protokÛ³

wewnÍtrznej komunikacji stacji

z†przydzielaniem czasu poszcze-

gÛlnym modu³om MD-590 na wy-

korzystanie wspÛlnej magistrali I 2 C

dla w³asnych potrzeb: zapisu i†od-

czytu swojego EEPROM-u. Inter-

fejs I 2 C jest wprawdzie wyposa-

øony w†mechanizmy samoczynne-

go arbitraøu, ale pozostawi³em je

jako ostatni¹ "deskÍ ratunku" na

wypadek pogubienia siÍ progra-

mÛw stacji.

Komunikacja z przydzielaniem

czasu przypomina organizacjÍ sie-

ci Token Ring. Podczas normalnej

pracy (jako zespÛ³ stacji obiekto-

wej) modu³ po starcie czeka na

swÛj przydzia³ czasu, aby wyko-

naÊ odczyt zapamiÍtanych w†EEP-

ROM wspÛ³czynnikÛw korekcyj-

nych.

Do tej chwili nie jest w†sta-

nie wyliczyÊ prawid³owych wy-

nikÛw pomiarÛw, wiÍc zg³asza

w†swoim s³owie statusu brak

gotowoúci. Przy ustawieniu prze-

³¹cznika na pracÍ autonomiczn¹

to oczekiwanie jest pominiÍte

i†pomiary wraz z†przeliczeniami

korekcyjnymi rozpoczynaj¹ siÍ

od razu.

Mikrokontroler pracuje w†sys-

temie I 2 C stacji jako Slave , nato-

miast przy obs³udze ìswojegoî

EEPROM-u - jako Master . Wyko-

rzystany jest w†tym celu opisany

juø dok³adnie interfejs sprzÍtowy

I 2 C wspomagany przerwaniem.

W†stosunku do poprzednich przy-

k³adÛw zastosowania oprogramo-

wanie jest rozszerzone o†procedu-

ry przerwaÒ dla trybu Slave

Transmitter . WidaÊ z†tego, øe

przyjÍcie poleceÒ i†danych z†kon-

trolera stacji (w celu np. przes³a-

nia do zewnÍtrznego urz¹dzenia

wykonawczego) nie bÍdzie wyma-

ga³o øadnych specjalnych zabie-

gÛw - naleøy tylko dodatkowo

obs³uøyÊ przerwania dla trybu

Slave Receiver .

Komunikacja z†EEPROM odby-

wa siÍ sporadycznie - odczyt

tylko podczas inicjalizacji, nato-

miast zapis tylko w†trakcie kalib-

racji torÛw analogowych. Pobiera-

nie danych przez kontroler (tryb

Slave Transmitter ) zachodzi co

kilka sekund.

W buforze danych s¹ groma-

dzone wyniki pomiarÛw poszcze-

gÛlnych kana³Ûw, status modu³u

oraz blok danych pochodz¹cych

z†urz¹dzenia zewnÍtrznego (w mo-

delu takiego urz¹dzenia nie prze-

widzia³em, w†uk³adzie rzeczywis-

tym s¹ to liczniki energii cieplnej

w†wodzie gor¹cej oraz w†parze

wodnej). Odczyt kana³Ûw analogo-

wych odbywa siÍ w†cyklu:

- wykonanie 16 pomiarÛw w†da-

nym kanale,

- wyliczenie úredniej (minimali-

zuje to przypadkowe b³Ídy i†za-

k³Ûcenia),

- przeliczenia korekcyjne wg

wczeúniejszego opisu,

- za³adowanie wyniku w†odpo-

wiednie miejsce bufora danych

(pomijane jeúli bufor jest aktu-

alnie wysy³any),

- przejúcie do nastÍpnego kana³u

i†start przetwarzania.

Sterujemy pomiarami za po-

úrednictwem rejestru funkcyjne-

go ADCON (0C5h). Trzy naj-

m³odsze bity (0-2) okreúlaj¹ ad-

res (0-7) jednego z†8†kana³Ûw,

ktÛry ma byÊ do³¹czony do prze-

twornika A/C. Start konwersji

nastÍpuje po programowym usta-

wieniu bitu 3. (ADCS). ZakoÒ-

Oprogramowanie modu³u

W poniøszym tekúcie nie

przedstawiamy szczegÛ³owego

opisu zasad pracy uøytego mik-

rokontrolera i†zak³adamy przynaj-

mniej jego wstÍpn¹ znajomoúÊ.

Pomocne mog¹ byÊ zarÛwno dane

katalogowe jak i†opis kitu AVT-

280 (p³ytka bazowa '552, EP4/96).

Program mikrokontrolera moøe-

my podzieliÊ na bloki funkcjonal-

ne:

- w³asne funkcje systemowe: ob-

s³uga watchdoga, zegar systemo-

wy, timeout'y, odczyt nastaw

prze³¹cznikÛw i†wejúÊ steruj¹-

cych, inicjalizacja,

- obs³uga portu UART w†trybie

komunikacji z†monitorem oraz

w†trybie komunikacji z†dodatko-

wym urz¹dzeniem zewnÍtrznym,

- obs³uga interfejsu I 2 C jako Slave

(komunikacja z†kontrolerem sta-

cji obiektowej) i†jako Master

(zapis i†odczyt w³asnej pamiÍci

EEPROM),

- ci¹g³a realizacja odczytu i†kon-

wersji wejúÊ analogowych,

Elektronika Praktyczna 10/99

Obiektowa stacja systemu akwizycji danych

Rys. 5. Zalecany sposób okablowania stacji.

wartoúci offsetÛw

toru analogowego

i†czujnika jako

125. Jest to skory-

gowane w†proce-

sie przeliczeÒ po-

przez koÒcowe

odjÍcie sta³ej war-

toúci 250. Offsety

dodatnie oznacza-

j¹ zatem liczby

wiÍksze niø 125

zaú ujemne -

mniejsze. Moøli-

wy do uzyskania

zakres offsetÛw

znacznie przekra-

cza rzeczywiste

potrzeby (np.

100*0,2 o C=20 o C - tego rzÍdu

wartoúÊ offsetu wskazuje juø na

usterkÍ sprzÍtow¹).

W†komunikacji przez RS232

wykorzystane jest przerwanie por-

tu szeregowego 0. Jak wspomnia-

³em, obejmuje ona dwa przypadki:

- tryb normalny obs³uguje dodat-

kowe urz¹dzenie zewnÍtrzne

i†jest skonfigurowany zgodnie

z†potrzebami tego urz¹dzenia

(tzn. jego wbudowanym proto-

ko³em),

- tryb monitora - jedyny zastoso-

wany w†modelu - zapewnia

wspÛ³pracÍ modu³u z†progra-

mem kalibracji.

W†trakcie dzia-

³ania programu

jest cyklicznie

sprawdzany stan

pinu RI gniazda

RS. Po odfiltrowa-

niu zak³ÛceÒ jest

on uøyty - jak

wspomnia³em

wczeúniej - do

w³¹czenia odpo-

wiedniego trybu.

Obs³uga we-

wnÍtrznego watch-

doga sprowadza

siÍ do okresowego

prze³adowania

licznika T3 wat-

chdoga - przepe³-

nienie licznika ge-

neruje sygna³ ze-

ruj¹cy. CzÍstotli-

woúÊ zliczania

wynosi fwatch=

fosc/(12*2048)

(dla fosc=12MHz

inkrementacja co

ok. 2†ms). £aduj¹c

licznik odpowiedni¹ wartoúci¹

moøemy w†szerokim zakresie usta-

liÊ czas zadzia³ania watchdoga.

Dla zwiÍkszenia niezawodnoúci

dostÍp do licznika jest moøliwy

tylko po wczeúniejszym ustawie-

niu bitu WLE=PCON.4 (trzeba to

wykonaÊ kaødorazowo, gdyø przy

wpisie do T3 bit jest zerowany).

Z†racji sporej z³oøonoúci pro-

gramu, powyøszy opis przedsta-

wia tylko ogÛlny zarys jego dzia-

³ania. Zainteresowani mog¹ po-

szukaÊ szczegÛ³Ûw w†kodzie ürÛd-

³owym. Jest on napisany w†mak-

roasemblerze MCC-51 z†funkcjo-

nalnym podzia³em na modu³y

(arytmetyczny, obs³ugi przerwaÒ,

obs³ugi I 2 C, itd.). Dla kaødego

urz¹dzenia zewnÍtrznego naleøy

wg potrzeb dopisaÊ odpowiednie

procedury komunikacyjne.

Opisy nastÍpnych modu³Ûw,

kontrolera stacji oraz przyk³ado-

wego programu wizualizacji za-

mieúcimy w†nastÍpnych odcin-

kach.

Jerzy Szczesiul, AVT

jerzy.szczesiul @ ep.com.pl

czenie konwersji jest sygnalizo-

wane wywo³aniem odpowiednie-

go przerwania.

Wynik odczytujemy z†rejestru

ADCH (8 starszych bitÛw) oraz

z†ADCON - bity 7. i†6. s¹ dwoma

najm³odszymi bitami wartoúci po-

miaru. Dla oszczÍdnoúci miejsca

w†buforze (brak zewnÍtrznej pa-

miÍci danych) wyniki s¹ umiesz-

czone w†postaci spakowanej: star-

sze bajty kolejnych kana³Ûw (8)

a†nastÍpnie 2†bajty z†kolejno ulo-

kowanymi dwÛjkami najm³od-

szych bitÛw.

Do wykonywania niezbÍdnych

obliczeÒ wykorzystane s¹ 32-bito-

we procedury arytmetyczne ope-

ruj¹ce na liczbach ca³kowitych.

Aby w†ten sposÛb zrealizowaÊ

opisane poprzednio dzia³ania (w

normalnym trybie wymagaj¹ce

liczb rzeczywistych) zastosowa-

³em kilka operacji pomocniczych:

- Wyliczenie úredniej z†16 zsumo-

wanych pomiarÛw odbywa siÍ

poprzez rÛwnowaøne przesuniÍ-

cie liczby o†4†pozycje w†prawo

(jest to szybsze niø procedura

dzielenia).

- WspÛ³czynnik korekcji wzmoc-

nienia jest znormalizowany do

postaci liczby ca³kowitej po-

przez pomnoøenie *10000. Mieú-

ci siÍ wtedy w†formacie Word

i†tak jest zapisywany w†EEP-

ROM. PowrÛt do odpowiedniego

rzÍdu wartoúci odbywa siÍ przez

koÒcow¹ operacjÍ dzielenia

:10000 (moøemy sprawdziÊ, øe

taka procedura zapewnia z†du-

øym zapasem wymagan¹ dok³ad-

noúÊ obliczeÒ).

- Aby unikn¹Ê wartoúci ujemnych

przyj¹³em wstÍpne (ìzeroweî)

Oprogramowanie dla PC do

wspÛ³pracy z†zestawem prezento-

wanym w†artykule jest dostÍpne

w†Internecie pod adresem:

www.ep.com.pl/ftp/tools.html.

Rys. 6. Rozmieszczenie elementów na płytce

drukowanej.

Elektronika Praktyczna 10/99

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: