Последовательная передача данных
Рис.45
Рис.45 иллюстрирует реализацию связи между компьютером и прибором.
UART - интегральная схема, преобразующая последовательный интерфейс в параллельный и наоборот (RS-232- последовательный интерфейс, а компьютер работает только с параллельными). Для пересылки или приема данных автоматически загружается драйвер. Формат данных формируется в UART. С помощью драйвера происходит прерывание процессора и по определенному адресу осуществляется передача данных из буфера в буфер UART.
DCB- встроенный в Windows блок для настройки параметров порта.
Serial communication in Win32 API- осуществляет последовательную передачу данных
MFC- для обеспечения общения приборов через COM-порт
COM-порт:
«0», «1»- начальное условие (Idle). Далее выставляется стартовый бит («0»). 5 или 8 бит данных – решает программист. Timeout – в зависимости от характера работы, дальше цикл повторяется.
Напряжение в COM- порте от -12В до +12В.
Программа, позволяющая прибору общаться с компьютером
#include <windows.h>
#include <stdio.h>
HANDEL hcom;
{void main{}
hcom=CreateFile(name, 0, запись,...);
dcb. Data=8;
baundrate=9600;
write File();
read File();
close File();
}
Комментарии: третья строка открывает COM-порт, обрабатывает его структуру (hcom), четвертая строка осуществляет обращение к COM-порту как к файлу (здесь необходимо знать имя, цель: запись (7-8 параметров) и т.д.).
С помощью двух функций get commstate (hcom, dcb), set commstate производим настройку количества данных и скорость передачи.
RS-238 (скорости передачи): 115 200 кБит/сек.,9600,300,4200.
Операции write, read означают передать в порт, взять из COM-порта.
MAX232A- интерфейс между UART и прибором (работает как преобразователь).
Обмен данными осуществляется посредством трех операций: опрос, прерывание ,DMA (см выше).
Работа приборов без участия компьютера Микроконтроллер
Основная часть прибора, работающего без компьютера- микроконтроллер.
Микроконтроллер- микросхема, предназначенная для управления электронными устройствами
Рис.46
Из рис. 46 :
EEPROM- память данных;
Flash- флеш-память
Основные части устройства:
- память
- процессор
- блок ввода/вывода
-периферия
Схема структуры обмена данными
Информацией получаемой из физическая среды могут быть данные о влажности, температуре и т.д.
БС- блок согласования сигналов
Фильтры :Чебышева, RS и др.
В БС входит: встроенный АЦП и невстроенный (встроенный- хуже чем невстроенный).
Микроконтроллер имеет встроенный АЦП.
АЦП с микроконтроллером не может общаться через RS-232, для этого создан интерфейс SPI (связь микроконтроллера с периферийными устройствами).
Также можно упомянуть ТGPIB – универсальная шина для межприборного общения (1 Мбайт/сек)
IEEE488- стандарт для GPIB
HP488 – стандартный интерфейс для передачи на расстояние 1-2 метра (7-8 Мбайт/сек)
I2C- стандартный интерфейс
27.10.07
Микроконтроллер:
Рис.47
ШИМ- широтно- импульсная модуляция (приближение желаемого сигнала (многоуровневого или непрерывного) действительным бинарным (с 2-мя уровнями- вкл/выкл)
Корпус микроконтроллера оценивается по следующим параметрам:
- компактность
- расстояние между выводами (0,7-0,8)
Аналоговый вход (1) представляет собой входной порт:
Цифровой вход
Также есть отдельные аналоговые выходы (здесь обратная последовательность элементов):
ШИМ располагается на выходе, его задача- получить точный уровень напряжения.
Важно знать количество свободных ножек (выводов) для присоединения периферии.
Микроконтроллер работает со следующими интерфейсами:
SPI, I2C, Microwire, USB, RS-485, RS-232, 1.Wire, Bluеtooth
Типы памяти: EEPROM, Data Flash, Flash Card
Типы памяти по энергозависимости:
- volatile- memory (RAM) (энергозависимая)
- unvolatile (ROM) (энергонезависимая)
ROM, EEPROM- для хранения данных
Flash- для программ (энергонезавис.)
Кроме того, в состав микроконтроллера входят таймеры, кварцевые генераторы, часы.
При выборе микроконтроллера важно обратить внимание на энергопотребление, связанное с частотой (чем больше частота, тем больше потребление, а , следовательно, больше нагрев).