Разработка технического задания

Анализ задания на курсовое проектирование показывает, что по сути разрабатываемая система является шестиканальным цифровым вольтметром с тремя аналоговыми и тремя цифровыми входами, который дополнен системой сбора и накопления данных. Структурная схема такого прибора приведена на рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема разрабатываемого прибора в первом приближении

Рассмотрим количественные характеристики проектируемой системы, следующие из задания на курсовой проект. Согласно рекомендациям к проекту, ширину спектра следует ограничить десятой гармоникой аналогового сигнала

.

Тогда для трёх мультиплексируемых аналоговых входа частота преобразования АЦП должна удовлетворять соотношению

(1)

Поскольку современные АЦП, интегрированные на одном кристалле с микроконтроллером, имеют минимальную частоту эффективного аналогово-цифровых преобразования , то соотношение (1) удовлетворяется с очень большим запасом. Заметим, что для микроконтроллеров ATmega фирмы Atmel (см. напр. [1]), которые будут использоваться в данной работе, большинство операций происходит за один такт процессора, частота которого , т.е. операции пересылки и ввода-вывода происходят за время, много меньшее времени преобразования АЦП, так что временем выполнения этих операций можно пренебречь. Куда существенней оказывается вклад, обусловленный конечным количеством отсчётов, требуемых для измерений. Будем производить в течение одного измерения выборки для накопления и последующего программного вычисления среднего значения измеряемого напряжения. Во-первых, это число больше 20-ти требуемых в задании отсчётов, во-вторых, деление числа на 32 сводится к сдвигу этого числа вправо на 5 бит, т.е. операция вычисления среднего значения сигнала по каждому из входов выполняется за 33 такта процессора - 32 сложения и 1 сдвиг вправо на 5 бит. Тогда частота, с которой производится аналогово-цифровых преобразования для получения среднего значения по всем 3-м аналоговым входам составит

.

Таким образом, пренебрегая временем вычисления средних значений по всем трём аналоговым входам и временем пересылок из регистров процессора в память, которое составляет примерно

,

получим для времени измерения трёх аналоговых сигналов

Интересное из раздела

Функционально-структурный анализ системы автоматического управления (регулирования) технического объекта
Работа любого технологического объекта характеризуется различными параметрами, которые изменяются в зависимости от работы машины и воздействия внешних факто ...

Расчет параметров различных видов сигналов
В последнее десятилетие ХХ века произошла научно-техническая революция в области транспортной связи, в основе которой лежат два крупных достижения науки сер ...

Преобразователь двоичного кода
Логические элементы (узлы) предназначены для выполнения различных логических (функциональных) операций над дискретными сигналами при двоичном коде их предст ...