Проектирование автоматизированной системы управления (стр. 7 из 9)
2.4.1.4 Описание сигналов микроконтроллера 8ХС196KD
ANGND- опорная и логическая земля для А/Ц- преобразователя, используется для чтения порта 0. ANGND должна быть привлечена для А/Ц- преобразователя и порта 0.
Vss- цифровая схемная земля (0 В). Все (3) выводы должны быть соединены.
Buswidth - ширина шины. Если СС. 1=1, этот сигнал выбирает ширину шины во время внешнего доступа. Если Buswidth высокий, то выбирается 16-битная разрядность шины, если низкий - 8 битная. Если СС. 1=0, то сигнал игнорируется, и разрядность шины всегда 8 битый.
NMI- немаскуєме прерывание. Положительный перепад вызовет немаскуєме прерывание через вектор, размещенный в ячейці 203Еh. Сигнал должный содержаться более чем 1 машинный такт, чтобы гарантировать его фиксацию. NMI имеет высший приоритет над всеми прерываниями. Если зафиксированный NMI, декодировщик приоритетов определяет его как запрос с высшим приоритетом (2030-203F), и контроллер прерываний выбирает соответствующий нему вектор. Вектор содержит стартовый адрес соответствующей подпрограммы обработки прерываний.
READY- Вход готовности. Этот сигнал используется для удлинения цикла внешней памяти, которая выработала "состояние ожидания" для согласования с медленной памятью. Если READY высокий, СР продолжает работать в нормальном режиме. Если READY принимает низкий уровень перед фронтом сигнала, который спадает, CLKOUT контроллер памяти вводит циклы ожидания, пока в момент CLKOUT не будет высокого уровня на READY, или до тех пор, пока количество циклов ожиданий не будет равная количеству, запрограммированной в СС. 4 и CCR. 5. READY игнорируется для всей внутренней памяти. READY есть активным во время выборки СС.
RESET- Вход сбрасывания и выход с открытым стоком из кристалла. Фронт сигнала, который спадает, RESET# инициирует процесс сбрасывания. Если RESET# устанавливается впервые, кристалл отворяет транзистор с погрузкой на Vss, соединенный с выводом RESET, на 16 машинных тактов.
EA- выбор режима программирование. Доступ к внешней памяти. Этот сигнал с активным низким уровнем, разрешает доступ к памяти вне кристалла. Если уровень высокий - выбирается внутрикристальний OPTROM. ЕА фиксируется только по нарастающему фронту сигнала RESET. В момент нарастающего фронта сигнала RESET устройство входит в режим программирования PMODE. 0 - PMODE.3
Модуль HSI записывает время внешнего события с разрешением восемь машинных циклов. Он может следить за четверыми независимо зконфігурованими входами и фиксировать значения Таймера 1, если событие состоялось. Может быть четыре типа событий: нарастающий фронт,ниспадающий фронт, нарастаючий фронт и ниспадающий фронт или каждый восьмой нарастающий фронт. HSI модуль может сохранять последние восемь значений Таймера 1.
Модуль HSO может инициировать события за временем, заданному Таймером 1 или Таймером 2. Такими событиями есть: запуск А/Ц преобразователя, сбрасывание Таймера 2, задача четверых программных таймеров и установка или очищение одного или нескольких из шести исходных линий HSO. Устройство HSO бережет ожидаемые события и заданное время в Сам-файле. Этот файл содержит до восьми последних команд. Каждая команда специфицируется временами действия, видом действия, будет ли прерывание, и что таймер (1 или 2) используется при этом.
Порты 3 и 4 - это 8-битные двунаправленные порты введения/вывода с выходами с открытым стоком. Эти выводы образовывают мультиплексовану шину адреса/данные и имеют внутреннюю низькоомную погрузка на Vcc. Порты 3 и 4 могут быть записанные и прочитаны только как слово в яцейці 1FFEh. Во время режима программирование эти порты действуют как PBUS.
Сигнал TXD - выход последовательных данных. В режимах 1, 2, 3 TXD используется для передачи данных последовательного порта. В режиме 0 он используется как выход тактовых импульсов. Удержание TXD в низкому равные во время нарастающего фронта RESET# приводит к выводу устройства в режим ONCE.
Vcc - напряжение питания цифровой части устройства (+5 В)
Vref - опорное напряжение для А/Ц преобразователя, Vref также есть напряжением питания для аналоговой части А/Ц преобразователя и логики, используемой для чтения порта 0. Vref должный быть порта 0
HOLD - запрос шины. Это сигнал с активным низким уровнем, который показывает, что внешнее устройство спрашивает управление шиной.
HLDA - подтверждение запроса шины. Выход с активным низким уровнем показывает, что контроллер не управляет шиной. Это происходит в ответ на установку внешним устройством сигнала HOLD.
BREQ- запрос шины. Это исходный сигнал с активным низким уровнем, который устанавливается во время HOLD-цикла, если контроллер шины ожидает цикл внешней памяти. Контроллер шины может установить BREQ в любое время, если установленный HLDA, при этом он остается активным пока HOLD не зброситься.
 |
2.4.2 Преобразователи линейных перемещений
Потребность в датчиках стремительно растет в связи с бушующим развитием автоматизированных систем контроля и управление, внедрением новых технологических процессов, переходом к гибким автоматизированным производствам. Кроме высоких метрологических характеристик датчики должны иметь высокую надежность, долговечностью, стабильностью, маленькими габаритами, массой и энергопотреблением, совместимостью с микроэлектронными устройствами обработки информации при рядом трудоемкости изготовление и небольшой стоимости. Этим требованиям в максимальной степени удовлетворяют датчики угловых и линейных перемещений.
Практическое использование преобразователей угловых и линейных перемещений рассматривается на примерах, которые наиболее полно раскрывают их возможности и преимущества при построении систем активного и пассивного контроля, в отсчетно-измерительных схемах при точному автоматическому позиционировании и разработке инвариантных систем автоматического управления процессами обработки.
В основе принципа действия преобразователя линейных перемещений лежит явление возникновения муар-интеренференционных полос при объединении прозрачной и отбивной решеток.
Преобразователи линейных и угловых перемещений широко используются в измерительных системах металлорежущих станков, координатно-измерительных машинах и в друг контрольно-измерительных устройствах автоматики для определение координат или размеров перемещение.
Из разнообразия подобных преобразователей для проектированной системы оптимально подходит продукт фирмы СКБ ДИЦ "Контакт" (г. Киев) - преобразователь линейных и угловых перемещений ЛИР-79 с разрешенной возможностью до 0,1 мкм, что удовлетворяет необходимой точности системы. Аналогом этого продукта есть преобразователь LS 403 фирмы "HEIDENHAIN", но по экономическим соображениям избранный отечественный продукт.
2.4.2.1 Механические характеристики преобразователя
Максимальная механическая скорость перемещения 60 м/хв
Максимальное ускорение 30 м/с
Диапазон частот вибрации 10-55 Гц
Класс точности (ГОССТАНДАРТ 26242-90) 3;4
Температура эксплуатации +5 - +50 С
Степень защиты JP53
Габаритные размеры 46*18*(Lвим. +105)мм
3. Разработка алгоритмов работы системы
Работа всей системы начинается из включения питания, за которым идет этап установки нужное положение детали. Это очень трудоёмкий процесс, так как именно от правильного положения детали на столе относительно осей измерения зависит точность и верность измерения размеров детали. Блок условия "Деталь находится в верном положении?" описывает именно этот процесс настройки верного положения детали. У блока есть два выхода "Так" и "Ни". При ответе "Ни" процесс установки детали продолжается. При ответе "Так" начинается выбор параметров измерения. Этот блок расходится на многовариантный выбор. Пользователь должен решить какой размер детали он будет измерять. Так, многовариантность выбора составляют такие величины:
· Длина
· Параллельность прямых
· Угол, который образован двумя гранями
· Длина
· Длина от центра отверстия к грани детали
· Перпендикулярность
· Диаметр
· Расстояние между центрами отверстий
· Расстояние от центрами отверстий, которые несимметричные относительно оси
· Отклонение от цилиндричности
· Координаты центров отверстий
После выбора параметру измерения происходит переход к следующему блоку "Снятие данных о координатах точек измерения". Этот блок для любого параметру имеет свои функциональные шаги. Дале приведены алгоритмы измерения любого параметру.
1. Измерение длины.
Х1 Х2Количество измерений равняется 3.
Измерение точки 1 , измерение точки 2 по координатам Х1 и Х2. Определение разности, вычитание систематической погрешности шкалы. Получение результата.
| № вим. | Х1 | Х2 | Lcp |
| 1 | 0 | 131.218 | X21+X22+X23 3 |
| 2 | 0 | 131.214 | |
| 3 | 0 | 131.217 |
Средний результат Lcp = 131.3245
2. Измерение параллельности прямых
Деталь выставлена по оси Х поверхностью І, таким образом
1(0;0) , 2(161.487;0).
Снимаем точку 2(0;75. 474), обнуляем точку 2(0;0), снимаем точку 4(161.487;0.002)