Микропроцессорные измерительные системы

Структурная схема цифрового измерительного прибора со встро­енным микропроцессором показана на рис. 11.1. Конкретным при­мером такого прибора может быть цифровой ваттметр, измеритель временны`х интервалов и др.

Работа такого прибора происходит следующим образом. Кла­виатура содержит поле задания режима, поле цифровых данных и шифраторы. С помощью поля режима задаются режим измерения и измеряемая величина. Диапазон измерения вводится посредством цифровой клавиатуры.

Сигналы с клавиатуры с помощью шифра тора преобразуются в код и поступают на шину данных.

Микропроцессор по подпрограмме установки режима анализи­рует данные с клавиатуры, сравнивая их с константами из посто­янного запоминающего устройства ПЗУ, и вырабатывает управ­ляющие коды на ЦАП (для обеспечения предела измерений), на мультиплексор (для подключения входного канала) и т. д. Одновре­менно вводимая информация с клавиатур интерпретируется для вывода на дисплей.

Отображение вводимых данных на дисплее целесообразно полностью идентифицировать с надписями на клавиатуре, для это­го в ПЗУ необходимо программировать зоны интерпретации кодов вводимых данных в символы, показываемые на дисплее. Кроме программирования режима работы прибора, анализ входных дан­ных может включать в себя контроль вводимых данных (синтакси­ческий контроль, контроль полноты исходных данных и т. п.).

Собственно режим измерений должен начинаться с приходом команды «пуск» (с клавиатуры — при местном управлении, с ин­терфейсной шины — при дистанционном управлении). Сформиро­ванный в АЦП код поступает в микропроцессор, где производится обработка по программе и вычисление вторичных параметров. Передача кода из АЦП в микропроцессор может осуществляться как в режиме прерывания по запросам от АЦП, так и в режиме обращения к АЦП в качестве адресуемого регистра (особенно при работе АЦП в режиме запуска от микропроцессора).

Для получения информации о коррекции погрешности и диа­гностики работоспособности прибора микропроцессор по шине данных на мультиплексор передает код для подключения к АЦП встроенной образцовой меры (в случае цифрового вольтметра — опорное напряжение). Код с АЦП, соответствующий образцовой мере, поступает в микропроцессор и сравнивается с константой из ПЗУ. Вычисляется соответствующая поправка, которая будет уча­ствовать в расчете измеряемых параметров до следующего цикла калибровки прибора.

Прибор с подобной структурой легко пере­страивается на другие (близкие по характеру) виды измерений. Для этого достаточно заменить ПЗУ (программу и константы, включая интерпретацию входной информации о режимах) и клавиатуру (если меняется состав измеряемых параметров, т. е. тип прибора). Включение на вход прибора мультиплексора позволяет измерять параметры сигналов с нескольких входов, т. е. проводить комплекс­ные (многопараметровые) измерения.