Шинный формирователь

10.5.5 Шинный формирователь

Информация, выдаваемая на выход порта Р0 ОМЭВМ, в общем случае может предназначаться и другим устройствам, кроме УАПП, подключённым к выводам Р0. Выходы порта Р0 имеют низкую нагрузочную способность и допускают подключение к каждому из них не более двух входов микросхем типа ТТЛ. С целью повышения нагрузочной способности выводов ОМЭВМ, а также организации двухстороннего обмена информацией между ОМЭВМ и системной шиной применяют шинные формирователи (ШФ).

В качестве ШФ может быть использована микросхема КР1533АП6 (рисунок 10.47), которая обеспечивает двухсторонний обмен информацией по 8 линиям и способна отдать в нагрузку ток 0,1/30 мА.

Рисунок 10.47

Направление обмена информацией зависит от значения управляющего сигнала на входе DIR. Если DIR=1, то данные передаются от А к В, а если DIR=0, то от В к А. При этом на входе OE должен присутствовать активный сигнал – логический 0. Если ОЕ=1, то выходы ШФ переводятся в высокоимпедансное (отключённое) состояние.

На рисунке 10.48 приведена функциональная схема модуля ОМЭВМ, а на рисунке 10.49 аналогичная схема интерфейса RS-232C.

Рисунок 10.48

Рисунок 10.49

10.6 Выбор и расчет датчиков, нормирующих преобразователей и фильтров нижних частот (ФНЧ)

10.6.1 Выбор и расчет датчиков и нормирующих преобразователей

10.6.1.1 Выбор датчиков

Выбор датчиков производится в соответствии с назначением и требованиями к работе конкретной ЛМПСУ (рисунок 10.1), из которых определяют :

-  вид контролируемых параметров, например, расход газа, давление газа, температура;

-  диапазон изменения параметров контроля.

Например, в задании на проектирование системы указывается на необходимость измерения расхода газообразных сред, который изменяется в диапазоне 0...800 м3/час.

В этом случае может быть выбран датчик типа ТУРГАС ПРГ-800, который предназначен для измерения расхода природного горючего газа (метан), воздуха и других не агрессивных газов с плотностью не менее 0,7кг/м3, температурой 0...500С и давлением не более 0,59МПа (6кгс/см2).

Выходной сигнал выбранного расходомера составляет 0...5 мА постоянного тока при нагрузке: 0...2,5 кОм.

Питание осуществляется от сети переменного тока напряжением 220В, частотой 50 Гц при потребляемой мощности не более 20ВА.

В задании также указывается на необходимость измерения давления, которое изменяется в диапазоне 0...600кПа.

Для этого может быть выбран датчик фирмы “Motorola” типа MPX2700D,A с параметрами:

-  диапазон измеряемых давлений DP, кПа: 0…700;

-  диапазон выходного напряжения DUвых max, В: 0…40;

-  коэффициент преобразования DUвых/DP, мВ/kПа – 0,057;

-  входное сопротивление Rвх, кOм – 1,8.

Наконец в задании указывается на необходимость измерения температуры, которая изменяется в диапазоне 0...500С. Для этого выбран датчик фирмы «Analog Devices» типа ТМР12 с параметрами:

-  диапазон рабочих температур, °С: -40…+100;

-  абсолютная погрешность в рабочем диапазоне температур, °С - ±3;

-  максимальный потребляемый ток, мA – 600.

10.6.1.2 Выбор нормирующих преобразователей

Тип нормирующего преобразователя определяется видом и диапазоном изменения аналоговых сигналов, снимаемых с выходов выбранных выше датчиков, а также диапазоном изменения аналогового напряжения АЦП, которое составляет, например, 0...+5В.

Так, для канала измерения расхода в качестве нормирующего преобразователя используется резистор значением 1 кОм. Выходной ток, снимаемый с выхода датчика расхода и изменяющийся в диапазоне: 0...5мА, протекает по этому резистору и формирует напряжение UДР=(0...5мА)×1Ком=0...5В.

Для канала измерения давления в качестве нормирующего преобразователя использован делитель напряжения (рисунок 10.50), т.к. с выхода выбранного датчика давления снимается сигнал в диапазоне 0...40в.

Рисунок 10.50

Напряжение на выходе делителя Uвых=Uвх.фнч определяется соотношением резисторов R1 и R2:

.(10.26)

С выхода датчика давления поступает напряжение в диапазоне от 0 до 40 В, который необходимо привести к диапазону входных напряжений АЦП, составляющему 0…5 В.

Из выражения 10.26 можно заметить, что соотношение между резисторами R1 и R2 имеет вид :

.(10.27)

Подставив в 10.27 значение Uвх и Uвых, получим: .

Приняв R2=2кОм, получим R1=2×7=14 кОм.

Для канала измерения температуры в качестве нормирующего преобразователя использован масштабирующий усилитель (рисунок 10.51), т.к. с выхода датчика температуры снимается сигнал в диапазоне 0...0,45В.

Рисунок 10.51

Коэффициент усиления этого усилителя определяется выражением, вывод которого предоставлен ниже:

Будем считать, что ИМСОУ (DA1) близка к идеальной. Тогда:

Кu.имсоу®¥;(10.28)

Rвх®¥;(10.29)

Rвых®¥.(10.30)

Выходное напряжение рассматриваемого усилителя определяется выражением:

Uвых = Uос + DU + Uвх = Iос R2 + DU +Uвх.(10.31)

При выполнении (10.28) DU®0, тогда (10.31) примет вид:

Uвых = Uос + Uвх = Iос R2 + Uвх.(10.32)

Поскольку при выполнении условия (10.29), ток Iи®0, то Iос=IR1. Подставляя последнее в (10.32), получим:

Uвых = IR1R2 + Uвх.(10.33)

Для определения значения IR1 запишем выражение, связывающее Uвх, DU и UR1:

Uвх = DU + UR1 = DU + IR1R1.(10.34)

Последнее с учетом (10.28) примет вид:

Uвх = IR1R1.(10.35)

Отсуда получим и, подставляя его в (10.33), запишем:

Uвых = ·R2 + Uвх = Uвх(),(10.36)

откуда коэффициент усиления:

.(10.37)

В свою очередь значение резистора R3 рассчитывается по формуле:

.(10.38)

Задаваясь значением резистора R1 и из формулы (10.38), получим выражение для расчёта R2 по известному значению коэффициента усиления Ku:

. (10.39)

Рассчитываем требуемое значение коэффициента усиления

Задаемся значением резистора R1=10 кОм и определяем величину резистора R2: R2=(11,1-1)·10 кОм=101 кОм.

В соответствии с номинальным рядом стандартных значений резисторов Е192 принимаем R2=101кОм.

Рассчитываем значение резистора R3: кОм.

Принимаем R3=9,1кОм .

Похожие работы

Цифровая схемотехника

Скачать

100365

3

18

... правило, выполняется в виде одной «большой» ИМС. Схемотехника является частью микроэлектроники, предметом которой являются методы построения устройств различного назначения на микросхемах широкого применения. Предметом же цифровой схемотехники являются методы построения (проектирования) устройств только на цифровых ИМС. Особенностью цифровой схемотехники является широкое применение для описания ...

Интегральные логические элементы

Скачать

35831

55

44

осхемы К155ЛА3 (4 логических элемента 2И-НЕ). Принцип работы ЛЭ И-НЕ ТТЛ Основная особенность микросхем ТТЛ состоит в том, что во входной цепи используется специфический интегральный прибор – многоэмиттерный транзистор (МЭТ), имеющий несколько эмиттеров, объединенных общей базой. Эмиттеры расположены так, что непосредственное взаимодействие между ними через участок базы отсутствует. Поэтому МЭТ ...

Схемотехника ЭВМ

Скачать

38073

13

21

... . Минимальное количество листов графических работ формата А1 — два. Графические документы выполняются карандашом или черной тушью на листах ватмана формата А1. Возможно выполнение чертежей с применением ЭВМ. Допускается использовать формат А2. Листы нумеруются. Номер помещается в верхнем левом углу листа. Допускается выполнять номера на отдельных листах бумаги, которые прикрепляются во время ...

Разработка печатной платы устройства управления питания компьютерной системы

Скачать

34672

3

0

устройств вычислительной техники. Задачи проекта: Разработать печатную плату устройства управления питания компьютерной системы, произвести выбор и обоснование технологического процесса изготовления печатной платы, с исходными данными к проекту: схема электрическая принципиальная. Объём и содержание расчётно-пояснительной записки и графических работ произвести согласно техническому заданию. ...