Biologie	Chimie	Didactica	Fizica	Geografie	Informatica
	Istorie	Literatura	Matematica	Psihologie

Calculatoare

Index » educatie » » informatica » Calculatoare
» SISTEM DE ACHIZITIE SI PRELUCRARE DE DATE

SISTEM DE ACHIZITIE SI PRELUCRARE DE DATE

 

Componenta sistemului este urmatoarea

1. Blocul de intrare adaptare si conversie analog numeric, avand intrarea in tensiune, in plaja 1-5V.

2. Blocul de prelucrare numerica realizat in jurul microprocesorului Z80 si alcatuit din unitatea centrala, circuitul de ceas si reset, memoria de date RAM, memoria de program EPROM, circuit de tip C.T.C. si interfata de comunicare la distanta (interfata seriala standard RS232)

3. Blocul de iesire comanda si conversie numeric analogica , avand iesirea in curent, in plaja 4-20mA.

4. Blocul de afisare locala BCD 7 segmente (afisare continua)

5. Blocul de configurare locala format din 8 taste.

1. Blocul de conversie analog/digital

Consideram ca primim spre conversie un semnal analogic, care spre exemplu poate proveni de la traductor de temperatura. Semnalul, de tip tensiune, cu valori cuprinse in intervalul 1-5V, il introducem intr-un convertor de domeniu, care-l transforma in semnal de tip tensiune in intervalul 0-5V, dupa care se aplica la intrarea analogica a convertorului analog numeric pe 12 biti. Convertorul de domeniu este alcatuit dintr-un amplificator diferential la care avem la borna pozitiva semnalul de intrare, iar la cea negativa tensiunea de 1V. Configuratia este necesara conversiei de domeniu al tensiunii de la 1..5V la 0..10V conform formulei :

Vout=(Vin-Vref)R4/R3 cu conditia ca R4/R3=R1/R2. Rezulta raportul R4/R3=0.4=R1/R2. Deoarece tensiunea obtinuta este negativa se mai trece printr-un amplificator inversor pentru care Vout=-Vin datorita lui R5=R6=R.

2. Blocul principal (de prelucrare numerica )

Blocul de prelucrare numerica este realizat in jurul microprocesorului Z80 si a unui EPROM, un circuit de tip CTC, interfata de comunicare la distanta formata din circuitul de ceas si reset, memoria de date RAM, memoria de program si circuit de tip PIO .

Cicuitul numarator temporizator Z80 CTC contine 4 canale care pot fi programate pentru aplicatii de numarare temporizare, independent unul de altul. Se pot numara evenimente, temporiza intreruperi sau genera diferite frecvente. Cicuitul se poate conecta direct atat la unitatea centrala, cat si la circuitul de interfata paralela. .Cicuitul CTC contine 4 elemente importante: interfata de intrare/iesire pentru magistrala de date a unitatii centrale, logica de control a canalelor, logica de intreruperi si circuite numaratoare temporizatoare.

Circuitul permite interfatarea directa a unui microsistem cu Z80 cu diferite periferice. Contine doua porturi si poate fi programat in 4 moduri de functionare. Transferul de date intre dispozitivul periferic si unitatea centrala are loc sub controlul dispozitivului de intreruperi, logica de intrerupere a circuitului PIO permitand utilizarea eficienta a acestuia.

Porturile circuitului PIO sunt notate Port A si Port B. Fiecare are 8 biti de date si 2 semnale de conversatie, Ready si Strobe care controleaza transferul de date. Iesirea Ready indica perifericului ca portul este gata pentru transferul de date, iar intrarea Strobe, conectata la o iesire a perifericului, arata cand a aparut un transfer de date.

Circuitul Z80 PIO poate functiona in 4 moduri: iesire de octet, intrare de octet, intrare/iesire de octet si intrare/iesire de bit.

Structura interna a circuitului Z80 PIO consta dintr-o interfata pentru magistrala unitatii centrale, o parte de logica interna de control, logica de intrare/iesire pentru portul A, similar pentru portul B si logica de control a intreruperilor.

Fiecare din porturi are doua semnale de control: ARDY-semnal de iesire care indica faptul ca registrul de iesire a portului A a fost incarcat si ca magistrala de date este gata pentru transferul spre dispozitivul periferic; ASTB-intrare de sincronizare a portului A.

La fel si portul B are BRDY si BSTB cu aceeasi semnificatie, de control a transferului de date dintre PIO si periferic.

3. Bloc de conversie digital-analog

Blocul de conversie numeric analogic pune la iesirea sa un semnal analogic de tip curent cuprins in intervalul 4 20mA, semnal aplicat la intrarea un convertor de domeniu care il transforma tot intr-un semnal de tip tensiune in intervalul 4 20mA.

Microprocesorul pune pe magistrala de date informatia de convertit, astfel primii 8 biti se incarca intr-un latch, respectiv urmatorii 4 biti in celalalt latch, dupa care se da comanda de start conversie . Convertorul de domeniu este format dintr-un amplificator diferential, format in jurul amplificatorului operational ua741, utilizandu-se si un repetor cu rol de compensare.

4. Blocul de afisaj

Cu ajutorul acestui circuit se realizeaza afisarea continua. Celulele de afisaj sunt alimentate (aprinse) constant cu ajutorul decodificatoarelor BCD 7 segmente. Semnalele cs-afis1, cs-afis2 si cs-afis3 furnizate de microprocesor, prin intermediul decodificatoarelor, sunt aplicate pe rand in portile latch-urilor validand intrarile.

Logica de comanda permite1 sincronizarea fiecarei celule de afisaj cu semnalul corespunzator venit de la microprocesor.

Astfel in prezenta unui semnal de afisare se valideaza intrarile latchului acesta fiind cu iesire validata in permanenta, iar decodificatorul BCD 7 segmente va dicta cifra corecta.

. Blocul de tastatura

Este format din taste, 1 latch, precum si 3 porti "si-negat".

Intreg blocul are drept scop posibilitatea introducerii de catre utilizator a unor comenzi cu referire la intreg sistemul, cum ar fi un Reset general, afisarea parametrului la un moment dat, etc. Utilizatorul introduce un cod de taste, microprocesorul sesizeaza prezenta unei intreruperi iar corespunzator cu prioritatea acesteia, valideaza sau nu iesirile latch-ului, avand deci posibilitatea de a pune pe magistrala de date codul corespunzator intreruperii.

6. Blocuri aditionale:

6.1. Blocul de memorii:

Pentru memoria de date RAM utilizam circuite 2114 care au capacitate de adresare 1 Kbyte memorie cu cuvinte pe 4 biti, astfel a fost nevoie de o extindere atat a capacitatii de adresare la 2 Kbyte cat si a cuvintelor pe 8 biti. Pentru memoria de program de tip EPROM utilizam doua circuite 2716 avand capacitatea de memorare de 2Kbyte per cip.

6.2. Circuitele de clock si de reset:

7. Specificatii soft:

Pentru selectarea diferitelor componente ale sistemului (CAN de intrare, memoria, CNA de iesire, afisajul, tastatura, circuitele PIO si CTC) se foloseste un decodificator pe care se aplica adresele A₁₁-A₁₅ si semnalul de validare MREQ de la microprocesor. In cazul in care semnalul de validare MREQ=0 (low level) adresarea perifericelor se face conform urmatorului tabel.

Ceasul procesorului este de 2,5 MHz.

Semnalul de intrerupere provenit de la tastatura este introdus pe intrarea C LK/TRG0 a procesorului Z80/CTC. Deasemenea sfarsitul conversiei anlog numerice este semnalat procesorului prin intreruperea CLK/TRG1 a aceluiasi CTC. Bineinteles prioritar in acest caz va fi tastatura.

Datorita circuitului de pornire (RESET), la pornirea sistemului microprocesorul va selecta adresa 0000h (adresa din EPROM); la aceasta adresa se va gasi fie programul (prima instructiune din program) fie o instructiune de salt la adresa primei instructiuni din program.

8. Comunicarea la distanta:

-se va face prin interfata seriala, conectorul DB9, folosind standardul RS232. configuratia pinilor fiind data in tabelul urmator:

8. Schema bloc a intregului sistem

9. Lista de componente

Bibligrafie

1. Cataloage Zilog, Intel, Analog Device, Texas Instruments,

2. Mircea Dabacan - "Bazele Sistemelor de Achizitii de Date"

3. Cristian Lupu, Stefan Staicescu: "Microprocesoare, circuite - proiectare"

4. https://www.cs.utt.ro/~mmarcu/microlabs/pm/pm6.htm

5. https://www.cs.utt.ro/~mmarcu/microlabs/pm/pm6.htm