Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Топ:
Комплексной системы оценки состояния охраны труда на производственном объекте (КСОТ-П): Цели и задачи Комплексной системы оценки состояния охраны труда и определению факторов рисков по охране труда...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов...
Интересное:
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Влияние предпринимательской среды на эффективное функционирование предприятия: Предпринимательская среда – это совокупность внешних и внутренних факторов, оказывающих влияние на функционирование фирмы...
Дисциплины:
2020-08-21 | 132 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Для того чтобы рассчитать значение измеренного напряжения необходимо вывести формулу, связывающую это значение с результирующим кодом АЦП. Для этого определим напряжение, подключенное к входу АЦП
Uadc=(Vref-R6/R1*k*Uвх)/2,
где k - коэффициент усиления, в зависимости от включенного диапазона может принимать значение 1, 10, 100; Uвх - входное напряжение.
С другой стороны
Uadc=N*Vref/1024,
где N - результирующий код АЦП. Тогда
Uвх=R1*Vref*(512-N)/(512*R6*k).
Вместо учета в этой формуле значения коэффициента k, достаточно переключать светодиоды «В» «мВ», и изменять положение десятичной точки на индикаторе. Поэтому значение k для расчетов можно принять, равным 1. Так как в системе используется трех разрядный индикатор, единица младшего разряда, выводимого на индикатор, должна соответствовать десяткам милливольт (максимальное выводимое значение соответствует 9,99 В). В этом случае значение Vref необходимо представлять в десятках милливольт. Тогда, подставляя в формулу численные значения, получим
Uвх=1*409.6(512-N)/(512*0.407)=1.9656*(512-N).
Используемый микроконтроллер не поддерживает арифметику с плавающей запятой, поэтому коэффициент, равный 1.9656, необходимо округлить до целого значения. Однако если это значение округлить до 2, получим недопустимую ошибку счета, равную 1.72%. Удовлетворительной ошибкой счета следует признать значение, много меньшее, чем заданная погрешность измерения 1%.
Для удовлетворения этим требованиям необходимо значение 1.9656 сдвинуть влево на такое количество двоичных разрядов, чтобы округленное значение отличалось бы от исходного на величину не превышающую, например, 0.1%. После выполнения операции умножения полученный результат необходимо сдвинуть вправо на такое же количество разрядов. Удобно производить масштабирование на 8 разрядов. В этом случае после умножения просто отбрасывается младший байт результата. Если значение 1.9656 сдвинуть влево на 8 разрядов, что эквивалентно умножению на число 256, получим значение 503.1936. Округляя это значение до числа 503, получим ошибку, равную 0.038%, что является приемлемой величиной.
|
Таким образом, формула для расчета определиться так
Vвх=(503*(512-N)) >>8.
Где символ “>>8” означает сдвиг вправо на 8 разрядов.
Произведем проверку полученной формулы. Предположим ко входу вольтметра приложено напряжение, равное 7 В. В этом случае расчетная формула должна дать значение 700 (на индикатор выводится 7.00).
Выходное напряжение микросхема DA3 составит, в этом случае, значение
U=- Uвх* R6/R1 =-7*0.407/1=-2.849 В.
Напряжение на входе АЦП составит
Uadc=(U+Vref)/2=(-2.849+4.096)/2=0.6235 В.
При оцифровке получим код
N=1024*Uadc/Vref=1024*0.6235/4.096=155.875=155.
Тогда по расчетной формуле получим
Vвх=503*(512-155)/256=179571/256=701
По результату видно, что значение входного напряжения определено с точностью 0.14%.
Определение текущего диапазона измерения
Как было сказано ранее, диапазоны измерения переключаются последовательным нажатием на кнопку SB1. Для того, чтобы показать какой именно выбран диапазон используются два светодиода и позиция запятой на семисегментном индикаторе. Рассмотрим состояние этих индикаторов на примере максимальной величины напряжений, индицируемых в каждом диапазоне. Эти состояния приведены в таблице 1.
Таблица 1. Состояние индикаторов диапазонов
Диапазон | Индикатор «V» | Индикатор «mV» | Значение |
10 В | Включен | Выключен | 9,99 |
1 В | Выключен | Включен | 999 |
100 мВ | Выключен | Включен | 99,9 |
Из таблицы 1 видно, что состояние светодиодов и положение запятой полностью определяют масштаб измерения.
Алгоритм основной программы
Основная программа должна выполнять следующую инициализирующую последовательность действий:
|
- проинициализировать порты ввода/вывода;
- установить рабочий режим для АЦП;
установить начальный диапазон измерения 10 В;
инициализировать счетчик переполнения таймера tcou;
инициировать счетчик 5мс интервалов cou 01;
инициализировать указатель адресом буфера индикации;
разрешить прерывание для таймера Т0;
запустить таймер;
глобально разрешить прерывания.
В рабочем цикле программа должна выполнять следующие действия:
- ожидать метку времени 100 мс;
- опросить состояние кнопки SB1, выработать критерий фронта ее нажатия и, в случае необходимости переключить диапазон;
измерить с помощью АЦП входное напряжение;
рассчитать код индицируемого значения;
определить необходимость включения символа «минус»;
разбить полученное значение на цифры, преобразовать их в семисегментный код и загрузить буфер индикации;
в зависимости от текущего диапазона включить светодиоды HL1 или HL2 и установить бит для индикации запятой.
Общая блок-схема алгоритма основной программы приведена на рисунке 4.
|
|
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!