4. Разработка принципиальной схемы мпс
Для построения МПС с учетом ее технических характеристик выбираем микропроцессорный комплект больших интегральных схем (МПК БИС) К580. Его выбор обусловлен простотой построения структуры МПС, удобством программирования, доступностью БИС, высокой надежностью в эксплуатации и т.д. В качестве БИС поддержки (память, порты ввода-вывода и пр.) выбираем БИС 155 и 1107 серий, которые легко сопрягаются по электрическим параметрам с БИС серии К580.
Структурная схема МПС приведена на рис. 4.
5. Описание работы мпс
Процесс контроля начинается с момента включения МПС. Сигналом "пуск", поступающим с разъема XS1, питание подается ко всем элементам МПС. При этом МП производит последовательное считывание из БИС DD7 следующих команд:
- команды, несущей информацию о числе N = 250 подлежащих контролю входных сигналов,
- команды, несущей информацию о длительности идеального сигнала Тид = 150 мс на уровне 0,5 Uвх (со значением длительности этого спада в дальнейшем будет сравниваться длительность каждого из 150 реального входного сигнала),
- команды, предназначенной для программирования первого канала ТВИ (выход 10 DD13) на формирование временного интервала 100 – 150 с, в течении которого будет производиться контроль,
- команды, предназначенной для программирования второго канала ТВИ (выход 13 DD13) на формирование задержки 100 c для синхронизации работы цифрового компаратора с моментом времени поступления входных сигналов на вход системы,
- команды, предназначенной для программирования третьего канала ТВИ (выход 17 DD13) на формирование задержки на 3 секунды вывода результатов контроля в блок индикации.
Значение длительности идеального сигнала Тид = 150 мс на уровне 0,5 Uвх, считанной МП из ПЗУ, записывается в виде двоичного 8 - ми разрядного кода в универсальный регистр общего назначения (РОН) "В". Данная информация будет храниться в регистре весь цикл проведения контроля. Сохранение необходимо для того, чтобы в дальнейшем в процессе работы МПС содержимое этого регистра многократно использовать для определения величины отклонения длительности ∆t на уровне 0,5 Uвх каждого входного сигнала за время контроля.
Входные сигналы поступают на вход 13 цифрового компаратора DD8 сразу же после начала работы МПС. Однако в течении первых 100 секунд управляющий сигнал, поступающий с выхода 10 DD13 ТВИ на вход 41 компаратора DD8, блокирует его работу. В системную магистраль никакой информации от компаратора DD8 не поступает.
По истечении 100 секунд ТВИ своим управляющим сигналом по входу 41 снимает блокировку с выходов D1 - D8 цифрового компаратора. Однако вторым управляющим сигналом с выхода 13 DD13 работа компаратора DD8 продолжает блокироваться до момента появления на его входе следующего входного сигнала. Этим сигналом осуществляется синхронизация работы компаратора с моментом появления спада очередного входного сигнала.
После разблокирования компаратора DD8 первый сигнал с выходов компаратора D1 - D8 в оцифрованном виде на уровне 0,5 Uвх поступает по ШД на входы D80 - D87 системного контроллера DD9, а через него на входы D0 - D7 МП (DD2) на обработку. При этом МП специальной командой из ПЗУ записывает в универсальный регистр - счетчик событий "С", порядковый номер входного сигнала (в данном случае - №1). Следующей командой МП рассчитывает длительность реального сигнала на уровне 0,5 Uвх1, а, затем, сравнивает длительность реального сигнала с его идеальным значением на уровне 0,5 Uвх1, хранящимся в РОН "В". В результате на выходе МП формируется информация о величине отклонения ∆t1 длительности первого реального сигнала от длительности его идеального значения.
Если в результате контроля отклонение было менее 10%, то результат этого измерения игнорируется и МП ждет прихода новой информации с выходов цифрового компаратора DD8, который в интервале времени между входными сигналами закрыт сигналом с выхода 13 DD13. Если же отклонение длительности сигнала оказывается более 10%, то МП по команде из ПЗУ из РОН "С", хранящего порядковый номер входного сигнала, выводит этот номер на хранение в ОЗУ (DD5. DD6).
Таким образом, в DD5, DD6 ОЗУ заносится информация о порядковом номере первого сигнала с отклонением его длительности на уровне 0,5 Uвх более 10%.
Следующим управляющим сигналом с выхода 13 ТВИ цифровой компаратор DD8 оцифровывает второй входной сигнал, который, как и в первом случае, поступает на обработку в МП. МП инкрементирует содержимое R2, записывая в него порядковый номер второго входного сигнала, поступившего с выходов цифрового компаратора. Процесс его обработки повторяется по аналогии с первым.
При этом, если отклонение длительности сигнала снова оказывается более 10%, то МП по команде из ПЗУ из РОН "С" снова выводит этот номер на хранение в ОЗУ. А содержимое регистра-счетчика событий снова инкрементируется.
Процесс контроля завершается с появлением 250 входного сигнала. Блокирующий управляющий сигнал с выхода 10 DD13 ТВИ, сформированный на 7-й сек., прекращает работу цифрового компаратора DD8.
После этого МП вводит из ПЗУ DD7 команду вывода из ОЗУ в блок индикации L1 через каждые 3 с команды о порядковых номерах входных сигналов, которые имели величину отклонения более 10%. Трехсекундная задержка формируется сигналами с выхода 17 ТВИ DD13, которые поступают на вход "E" дешифратора DD11, осуществляющего управление работой блока индикации.
Вся информация, полученная в процессе контроля, выводится из ОЗУ в блок индикации. При этом содержимое РОН "С", хранящее число входных сигналов с отклонением длительности спада более 10%, при каждой итерации вывода информации в блок индикации, уменьшается на единицу.
Каждое выведенное на индикацию значение сигналами управления с ТВИ сохраняется 3 секунды с тем, чтобы оператор имел бы возможность визуального восприятия результатов контроля.
После вывода последнего значения из ОЗУ в блок индикации содержимое регистра "С" обнуляется и процесс контроля завершается до нового запуска МПС.
