Разработка структурной схемы

В соответствии с техническим заданием, разрабатываемая микропроцессорная система должна осуществлять термометрирование поршня ДВС в 8 точках и обеспечивать ввод полученных данных в ЭВМ для последующей обработки. Систему можно условно разделить на два блока, связанных между собой бесконтактным методом:

· блок измерения и преобразования температуры в цифровой сигнал;

· блок передачи данных в ЭВМ.

Блок измерения и преобразования должен располагаться непосредственно на поршне двигателя, блок передачи данных в ЭВМ - в картере двигателя. Между этими двумя блоками необходимо установить беспроводную связь, так как поршень ДВС является подвижным объектом.

Для оптического канала связи оцифровку аналогового сигнала нужно производить непосредственно в промежуточном преобразователе (ПП). Применение в качестве блока преобразования АЦП, не улучшит точность системы. Сигнал, проходя через оптическую среду, так же будет терять в своей интенсивности. В качестве блока преобразования аналогового сигнала в цифровой необходимо использовать микроконтроллер, на выходе которого будет формироваться информационный код. Вероятность потери информации, при передаче информационного кода, практически не отличается от реализации системы с передачей аналоговой величины. Главное достоинство цифрового кода заключается в том, что для сокращения потерь информации при передаче, можно использовать различные кодировки. Даже если часть информации потеряется при передаче, то с помощью этих кодировок возможно восстановить потерянные биты.

Можно организовать соответствующую кодировку передаваемой информации аппаратно, но при этом конструктивные размеры передающей части системы увеличатся, что не позволит разместить подобную систему на поршне двигателя внутреннего сгорания. Так же для реализации иного метода кодирования информации нужно будет создавать новую систему.

Поэтому, в качестве блока преобразования необходимо использовать микроконтроллер.

Современные МК обладают большими функциональными возможностями, что в свою очередь позволяет задать любой алгоритм обработки аналогового сигнала, а реализация большого числа стандартных интерфейсов передачи данных позволит в нужном виде передать данные на приемную часть. Кодировка передаваемого сигнала будет программная, так что изменение метода кодирования будет заключаться только в перезаписи новой микропрограммы в микроконтроллер.

Для реализации рассмотренного варианта системы следует уделить максимальное внимание выбору МК, так как среда эксплуатации системы измерения очень агрессивна (высокие рабочие температуры, вибрации большой частоты, высокая скорость перемещения поршня). Наиболее важными параметрами при выборе являются: максимальная рабочая температуры, стабильность тактовой частоты на максимальной рабочей температуре, потребление питания, габариты.

На рисунке 2 изображена структурная схема МПС определения температуры поршня ДВС.

Рисунок 2 - Структурная схема микропроцессорной системы определения температуры поршня ДВС

Из анализа технического задания и вариантов возможного решения поставленной задачи следует, что разрабатываемая система представляет собой достаточно сложное конструктивное устройство. Микропроцессорная система условно состоит из двух блоков. Связи между блоками осуществляется с помощью оптического канала связи. Первый блок располагается непосредственно на поршне ДВС, второй блок расположен в картере ДВС. Измерение и оцифровка аналоговой величины производятся с помощью первого блока, второй блок необходим для передачи полученных результатов в ЭВМ по интерфейсу RS-232. Для увеличения точности системы цифровой сигнал передается в закодированном виде. Система функционирует при сложных условиях: высокая температура окружающей среды, вертикальные колебания большой частоты. На габариты первого блока системы накладываются ограничения, так как он должен располагаться непосредственно на поршне ДВС.

Прочтите также:

Диагностика и ремонт модуля кадровой развёртки
В связи с большим расширением элементной базы, повышается степень востребованности профессии техника радиоэлектронной аппаратуры. Специалист данной профессии должен уметь проводить ...

Разработка схемы электронного коммутатора
Широкое внедрение цифровой техники в отрасли связи связано с появлением интегральных микросхем. Цифровые устройства, собранные на дискретных транзисторах и диодах, имели значительные габ ...

Термостат для теплых полов
В настоящее время в микропроцессорной технике выделился самостоятельный класс интегральных схем - микроконтроллеры, которые предназначены для встраивания в приборы различного назначения ...

Основные разделы

2020 © Все права защищены! >> www.techeducator.ru