|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל מצבים חדשים במונה המשולב. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / טכנולוגיית מדידה במהלך פעולת המכשיר המשולב [1], תוכנית המיקרו-בקר שלו שופרה משמעותית. הגרסה החדשה 2.03 של תוכנית זו מספקת למשתמש, בנוסף לאלו שכבר קיימות, מצבים למדידת תדירות אות הכניסה וסוויפ בודד בנתח הלוגי. פונקציות חדשות יושמו אך ורק בתוכנה; לא היה צורך לבצע שינויים בחומרה של המכשיר. מצב הסריקה הבודדת סופק כבר מההתחלה באוסילוסקופ של המכשיר, אך המחבר לא יישם אותו בנתח הלוגי, למרות שהוא לא פחות שימושי שם. השמטה זו תוקנה בגרסה החדשה של תוכנית המיקרו-בקר. כעת אנו יכולים לומר שלנתח הלוגי, כמו לאוסילוסקופ של המכשיר, יש שני מצבי סריקה: רגיל ויחיד. הם כמעט זהים למעט שני יוצאי דופן. ראשית, מנתח הלוגי אינו מודד את המתח של אות הכניסה. פעולה זו אינה הגיונית כאן, שכן האותות של רמות לוגיקה סטנדרטיות נבדקים. שנית, המידע הנוסף המוצג על המסך על מיקום מסגרת המידע על ציר הזמן במצב מנתח לוגי אינו חופף את אזור האוסילוגרמות ואינו מפריע לתצפיתם. לכן, כיבוי זה לא יושם כמיותר. דוגמה של תמונה על מסך המחוון במצב סריקה בודדת של מנתח הלוגי מוצגת באיור. 1.
ממצב הסריקה הרגיל של המנתח, נכנסים למצב זה על ידי לחיצה על מקש "5". מקשי הבקרה הבאים פועלים בו: "4" - הזז את המסגרת שמאלה (לתחילת המאגר); "5" - להפסיק לנוע לאורך ספירת האותות; "6" - הזז את המסגרת ימינה (לקצה המאגר); "0" - בחירת שלב התנועה (ספירה או מסגרת); "D" - יציאה ממצב סוויפ בודד. תיאור מלא של מצב הסוויפ הבודד אינו ניתן, מכיוון שהוא מתואר במלואו ב- [2] ביחס לאוסילוסקופ. לגבי מצב מדידת התדר, המיקרו-בקר של משפחת ATxmega מאפשר ליישם כמה מהאפשרויות שלו. יחד עם החישוב הקלאסי של מספר התקופות של האות הנמדד ליחידת זמן, מונים-הטיימר של המיקרו-בקר הזה מסוגלים למדוד ישירות את תקופת החזרה על הדופק של אות הכניסה, מה שמקל על חישוב תדירות החזרות שלהם. היתרון בשיטה זו הוא זמן המדידה הקצר, אך דיוק מקובל נשמר רק עד לתדר שאינו עולה על כמה עשרות קילו-הרץ. בהקשר זה, תדר האות במכשיר נמדד בשיטה הקלאסית שהוזכרה לעיל. העיקרון שלו פשוט. מונה טיימר אחד יוצר מרווח זמן מדידה, השני סופר פולסים של אותות כניסה במהלך מרווח זה. אם משך מרווח המדידה הוא 1 שניות, אז המספר שנצבר בזמן זה במונה השני הוא תדר האות בהרץ. עם זאת, ישנם קשיים ביישום שיטה זו. ראשית, כל מוני הטיימר של המיקרו-בקר ממשפחת ATxmega [3] הם 16 סיביות. המשמעות היא שהתדר המקסימלי הנמדד בצורה נכונה על ידי מונה כזה מוגבל על ידי הצפה של אוגר הספירה שלו ושווה ל-216 - 1 = 65535 הרץ. ברור שזה לא מספיק, בהתחשב בכך שרכיבי המיקרו-בקר פועלים עד לתדר של 32 מגה-הרץ. הדרך הקלה ביותר להגדיל את התדירות המקסימלית הנמדדת היא להקטין את מרווח המדידה. לדוגמה, הקטנתו פי ארבעה תוביל לעלייה של פי ארבע בערך המקסימלי של התדר הנמדד. יחד עם זאת, הדיסקרטיות של המדידה שלו תגדל באותה כמות, כי כל דופק "ישקול" פי ארבעה יותר. לכן, דרך זו אינה מעשית. ניתן להשיג עלייה בתדר הנמדד המקסימלי מבלי להגדיל את רזולוציית המדידה רק על ידי הגדלת עומק הסיביות של מונה הפולסים של אותות הכניסה. ארכיטקטורת המיקרו-בקר של ATxmega מספקת הזדמנות זו בכך שהיא מאפשרת לחבר מספר מונים-טיימר בסדרות. כדי להשיג מונה של 32 סיביות, פשוט שלבו שני מוני טיימר של 16 סיביות. גלישה של מונה של 32 סיביות לשנייה יכולה להתרחש רק בתדר של 2 - 1 = 4294967295 הרץ, כך שהגבול העליון של התדר הנמדד במקרה זה מוגבל רק על ידי מאפייני התדר של רכיבי המיקרו-בקר ושווה ל-32 MHz. שנית, יש צורך "להביא" את אות הכניסה מקו היציאה אל מונה הטיימר ולאלץ את האחרון לספור פולסים בטווח רחב של קצבי החזרה שלהם. שלישית, יש צורך להבטיח פעולה סינכרונית לחלוטין של כל רכיבי המיקרו-בקר המעורבים בתהליך הספירה, ללא קשר לפעולת הרכיבים האחרים שלו, על מנת למנוע סוגים שונים של כשלי ספירה בלתי צפויים. כלי נפלא הזמין במשפחת המיקרו-בקרים ATxmega יעזור להתגבר על הקשיים הללו - מערכת האירועים [4]. בעזרתו תוכלו להפיק את כל האותות הדרושים לתפעול ולהעבירם מהמקור למקלט במינימום עיכוב אפשרי וחשוב מאוד יציב. התרשים הפונקציונלי של מד התדרים המיושם במכשיר הנדון מוצג באיור. 2. חומרת יציאת ה-I/O מאפשרת לך לנתח את המצב של כל אחד מהקווים שלו וליצור אירועים אם הם משתנים. לדוגמה, הפק אירועים עבור כל קצה עולה או יורד של אות הקלט. מונים-טיימר מסוגלים לספור לא רק את פולסי השעון הפנימיים של המיקרו-בקר, אלא גם אותות אירועים. מכאן מתברר כיצד מאורגנת ספירת פעימות אות הכניסה.
האות מסופק לקו PF3, המוגדר כקלט ומייצר אירועים על בסיס הגדלת הבדלי האות (אירוע אחד לכל תקופה). טיימר-מונה TCC1 פועל במצב מונה עבור אירועים המועברים דרך ערוץ 3 של נתב האירועים. הוא גם יוצר ושולח אירועי גלישה (OVF) של אוגר הספירה של 4 סיביות לערוץ 16 של הנתב. הם נספרים על ידי מונה טיימר TCD1, המוגדר לפעול במצב של מונה 16 סיביות של אירועים המועברים בערוץ 4. פעם בשנייה, בסוף אות מרווחי הספירה שנוצר על ידי מונה-הטיימר TCF0, המוגדר לספירת פולסים של סנכרון מיקרו-בקר, התוכנית "מדביקה" את תוצאות הטיימרים של המונה TCC1 ו-TCD1 למילה אחת של 32 סיביות ומקצה אותה. ערך למשתנה. לאחר מכן הוא מפעיל מחדש את כל מוני הטיימר, ומתחיל מחזור מדידת תדר חדש. תכונות עיקריות במצב מדידת תדר
יש לקחת בחשבון את המקורות העיקריים לשגיאות מדידת תדר: 1. אי דיוק בהגדרת תדר השעון של המיקרו-בקר, כתוצאה מכך משך מרווח המדידה בפועל שונה משנייה אחת. לשגיאה זו יש שני מרכיבים: שיטתי ואקראי. הרכיב השיטתי הוא תוצאה של אי שוויון בין תדר השעון הממוצע בפועל לבין הערך הנומינלי. זה קבוע וניתן לפצות עליו. כיצד לעשות זאת נדון להלן. המרכיב האקראי של השגיאה נוצר עקב תנודות בתדר של מחולל השעון. יש לא מעט גורמים שגורמים לזה. אלה הם חוסר יציבות ופעימות של מתח האספקה, הרעש הפנימי של רכיבי הגנרטור, השפעת הטמפרטורה וכו'. במכשירים ברמה גבוהה, כדי למזער את ההשפעות המזיקות של גורמים כאלה, נעשה שימוש במגוון שלם של אמצעים, כולל תרמיות ייצוב והגנה מפני רעידות של מחולל השעון. עם זאת, ניתן רק לצמצם שגיאות מסוג זה; לא ניתן לבטל אותה לחלוטין. בעותק המקורי של המכשיר הוא אינו עולה על ± 0,001%. המשמעות היא שתדר של 5 מגה-הרץ נמדד עם שגיאה של ±50 הרץ. 2. טעות דגימה של תוצאת המדידה. זה מוכר לכל מי שאי פעם עסק בכל מכשיר מדידה דיגיטלי. מקורה של שגיאה זו מוסבר על ידי הגרפים באיור. 3. בהתאם למיקום היחסי של גבולות מרווח המדידה על ציר הזמן ולשינויים באות הנמדד שנרשם על ידי המונה, תוצאת הספירה עשויה להיות שונה באחד. לדוגמה, במקרה המוצג באיור, ניתן לספור 6 או 7 פולסים עם קצב חזרות בפועל של כ-6,6 הרץ (עם מרווח ספירה של 1 שניות). השפעה זו נמשכת בכל יחס בין התדירות הנמדדת למרווח הספירה. כאשר מדידה חוזרת על עצמה פעמים רבות, הספרה הפחות משמעותית של התוצאה שלה "קופצת" באחד ממחזור למחזור. הגודל היחסי של שגיאה זו גדל ביחס הפוך לתדירות הנמדדת. לדוגמה, תדר סביב 100 הרץ יימדד עם שגיאה יחסית ממוצעת של ±0,5%. בתדרים של כמה מגה-הרץ ומעלה, ניתן להזניח את טעות הדגימה. כאן שורר המרכיב האקראי של משך מרווח המדידה.
בלוק התוכנה המבצע מדידות תדר פותח, כמו כל התוכנית, במערכת פיתוח התוכנות BASCOM AVR. כאשר נכנסים למצב מד התדרים, התוכנית מגדירה כראוי את מרכיבי המבנה הפנימי של המיקרו-בקר המעורבים במדידת התדר: - קו PF3, שאליו מתקבל אות הקלט, מוגדר כקלט שיוצר אירועים המבוססים על ירידת אות גדלה, וערוץ 3 של נתב האירועים מוגדר לשדר אותות על אירועים אלה: Portf_pin3ctrl=1 Evsys_ch3mux=&B01111011 - מגדיר את מונה הטיימר TCF0 ליצור מרווח מדידה שנמשך 1 שניות: config Tcf0=Normal,Prescale=7 Tcf0_per=31249 - מגדיר את מונה הטיימר TCC1 לספור אירועים המגיעים דרך ערוץ 3 של הנתב מקו PF3: config Tcc1=רגיל Tcc1_ctrla=&B00001011 Tcc1_ctrld=&B00001011 וערוץ 4 של הנתב - להעברת אותות על הצפה של מונה הטיימר TCC1: Evsys_ch4mux=&B11001000 - מגדיר את מונה הטיימר לספור אירועים המגיעים מערוץ 4 של הנתב: config Tcd1=רגיל Tcd1_ctrla=&w00001100 Tcd1_ctrld=&w00011100 כתוצאה מכך, מונים-טיימר TCC1 ו-TCD1 יוצרים מונה בודד של 32 סיביות. כעת המערכת מוכנה לספור את התקופות של האות הנמדד. יתרה מכך, הוא כבר בעיצומו, שכן כל אחד מהמכשירים הנחשבים מתחיל לפעול מיד לאחר האתחול. אבל כדי לקבל את התוצאה הנכונה, יש צורך להתחיל לספור אירועים מאפס בתחילת מרווח המדידה. לכן, מחזור המדידה צריך להתחיל באיפוס בו-זמנית של כל שלושת מוני הטיימר המעורבים בו. חשוב במיוחד לקשר לתחילת מרווח המדידה (רגע ההפעלה מחדש של טיימר TCF0) את רגע ההפעלה מחדש של מונה הטיימר TCC1, הפועל במהירות הגבוהה ביותר. הנושא של קישור קפדני של רגע ההפעלה מחדש של מונה הטיימר TCD1 לתחילת מרווח המדידה אינו כל כך דוחף. האירוע הראשון שהוא יצטרך לספור יתרחש רק כאשר מונה הטיימר TCC1 יעלה על גדותיו. למרות שלמיקרו-בקר יש את היכולת להפעיל מחדש בו-זמנית מספר מונים-טיימר, הוא מיושם רק דרך מערכת האירועים. לא ניתן להשתמש בו במקרה הנדון, מכיוון שמונה-הטיימר TCC1 מוגדר לקבל אותות אירועים מערוץ 3 ואינו יכול לקבל אותות אירועים מערוצים אחרים ללא הגדרה מחדש. לכן, רק המעבד יכול להוציא פקודת הפעלה מחדש למוני טיימר, ורק אחד בכל פעם. מחזור מדידת התדר מורכב משני שלבים: המדידה עצמה ויצירת התוצאה שלה. שלב המדידה מתואר על ידי חמש שורות התוכנית הבאות: Tcf0_ctrlfset=&B00001000 Tcc1_ctrlfset=&B00001000 Tcd1_ctrlfset=&B00001000 Bitwait Tcf0_intflags.0, סט Evsys_ch3mux=&B00000000 שלוש השורות הראשונות של קטע זה מפעילות מחדש את מוני הטיימר בסדר TCF0, TCC1, TCD1. לכן, מונה הטיימר TCC1 מתחיל לספור אירועים לא בתחילת מרווח המדידה שנספר על ידי מונה הטיימר TCF0, אלא בהשהיה Δt1 יחסית לרגע זה (איור 4). זה שווה למשך פעולת האתחול מחדש של המעבד של מונה הטיימר TCC1. לאחר מכן, באותו השהיה, המעבד מפעיל מחדש את מונה הטיימר TCD1, ולאחר מכן הוא מתחיל להמתין לסוף מרווח המדידה. כשמגיע הרגע הזה, מונה הטיימר של TCF0 יגדיר את דגל בקשת הפסקת הגלישה בסיבית האפסית של האוגר TCF0_JNTFLAGS.
לאחר שזיהה דגל זה, על המעבד לאסור על מונה הטיימר TCC1 לספור אירועים נוספים (תקופות של האות הנמדד). ניתן לעשות זאת בדרכים שונות. במקרה שלנו, הפעולה האחרונה של שלב המדידה היא פשוט השבתת ערוץ 3 של נתב האירועים. לניתוח זה הוא צריך זמן Δt2 (איור 4), שבמהלכו נמשכת ספירת התקופות. אם Δt2 ≠Δt1, משך הזמן בפועל של ספירת אירועים (מדידות תדר) שונה ב- Δt2 - Δt1 מהמשך הנתון של מרווח המדידה, זה יוצר מרכיב נוסף של שגיאת המדידה. כדי לבטל אותו, יש צורך להפוך את העיכובים האלה לשווים. עם זאת, בתוכנית הכתובה בשפה ברמה גבוהה (כולל BASCOM AVR), קשה לקבוע את הערכים המדויקים של משך הזמן שלהם, מכיוון שהמתכנת אינו יודע את האלגוריתם לתרגום מבני השפה המשמשים לפקודות מכונה. לכן, בתוכנית אמיתית, הפרגמנטים שמפעילים מחדש את מונה הטיימר TCC!, כמו גם מתעדים את סוף מרווח המדידה ומפסיקים את TCC!, נכתבים בשפת assembly, וננקטים אמצעים כדי להבטיח את אותו משך ביצוע. של השברים הללו. זה משיג את השוויון Δt2 = Δt1 וכתוצאה מכך, השוויון של משך הזמן בפועל של מרווח המדידה לזה הנתון. לאחר מכן, נשקול את השיטה המיושמת במכשיר כדי לבטל את השגיאה השיטתית הקשורה לאי השוויון של תדר השעון של המיקרו-בקר לערך הנומינלי. כפי שצוין לעיל, התוצאה של אי התאמה כזו היא סטייה של משך מרווח המדידה מהערך הנדרש של 1 שניות והסטייה היחסית של ערך התדר הנמדד מזה בפועל. קודם כל יש למדוד את הסטייה הזו. לשם כך, תזדקק למחולל אותות סטנדרטי בתדר של מספר מגה-הרץ או סט של כל גנרטור יציב מספיק ומד תדרים סטנדרטי. אות המחולל מסופק לשקעים 8 ו-3 (המשותף) של מחבר X5 של המכשיר. הקודים מקובץ Osc-Volt-2_03.hex המצורף למאמר נטענים לזיכרון התוכנה של המיקרו-בקר של המכשיר. לאחר ההדלקה, המכשיר עובר למצב מד תדרים ונמדדת התדר של מחולל הייחוס. יש לחזור על המדידה 10-20 פעמים, ולאחר מכן יש לחשב את ערך התדר הממוצע Fאיזם. מקדם התיקון מחושב באמצעות הנוסחה K=Farr/Fאיזם, שבו Farr - תדר של מחולל הייחוס. כדי להזין את מקדם K לתוכנית, עליך למצוא את שורת ההערה בקובץ Osc-Volt-2_03.bas (טקסט המקור של התוכנית) פיצוי: 'Temp2=Temp2*1.000004 הוא מסומן בתווית פיצוי: כדי שיהיה קל יותר למצוא אותו. יש ללא הערות, ויש להחליף את המכפיל 1.000004 (ערך זה תקף עבור העותק של המחבר של המכשיר) בערך המצוי של מקדם התיקון K. לאחר מכן, יש צורך להרכיב את התוכנית המתוקנת ולטעון את הקודים מקובץ ה-HEX שהתקבל לתוך זיכרון התוכנית של המיקרו-בקר. כפי שכבר ציינו, האות שתדר שלו צריך להימדד מסופק לשקע 8 של מחבר X5 של המכשיר, משם הוא מסופק לכניסת PF3 של המיקרו-בקר. ברור שהמיקרו-בקר מסוגל לתפוס נכון רק אות כזה, שרמותיו מתאימות לאלו המקובלות בלוגיקה של שלושה או חמישה וולט. כדי למדוד את תדירות האותות של צורות אחרות (לדוגמה, סינוסאידיאלי), נדרש מעצב נוסף. תוצאות טובות מתקבלות על ידי שימוש בבדיקה המשווה המתוארת ב [5]. ניתן לחבר אותו למחבר X5 של המכשיר. אתה רק צריך להגיש מלוח א'! התקן כדי לשחרר חריץ 2 של מתח המחבר הזה +5 או +3,3 V כדי להפעיל את הגשושית (הוא פועל בכל אחד מערכי המתח שצוינו). חבר את הגשושית לפי התרשים המוצג באיור. 5.
תצוגת המסך של מחוון המכשיר במצב מונה התדרים מוצגת באיור. 6.
למצב זה נכנסים מהמצב הרגיל של מנתח הלוגי על ידי לחיצה על מקש "LA". העבר את המכשיר ממצב מד תדרים למצבים אחרים על ידי לחיצה על המקשים הבאים: "OS" - למצב האוסילוסקופ; "LA" - למצב מנתח לוגי; "GN" - במצב מחולל אותות. ניתן להוריד את תוכנית המיקרו-בקר מ-ftp://ftp.radio.ru/pub/2015/09/combi2-03.zip. ספרות
מחבר: א. סבצ'נקו
עור מלאכותי לחיקוי מגע
15.04.2024 פסולת חתולים של Petgugu Global
15.04.2024 האטרקטיביות של גברים אכפתיים
14.04.2024
▪ כוכב ענק עם עננים מגנטיים התגלה ▪ PAC Fujitsu Storage Eternus CS800 S5 ניתן להרחבה במיוחד ▪ ערכת שבבים חדשה לטלוויזיה צבעונית בחדות גבוהה ▪ רוחב הפס של ה-Wi-Fi גדל פי 8
▪ קטע אתר ציוד ריתוך. בחירת מאמרים ▪ מאמר מילה ומעשה. ביטוי פופולרי ▪ כתבה אילו חיידקים הצליחו לשרוד בחדרים הסטריליים שבהם מורכבות חלליות? תשובה מפורטת ▪ מאמר ניצול חבלי בטיחות. הוראה סטנדרטית בנושא הגנת העבודה ▪ מאמר טקסטוליט ואסבסט-טקסטוליט. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל ▪ כתבה המטבע נמצא מאחורי אוזנו של הצופה. פוקוס סוד
בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר
www.diagram.com.ua |
ראה מאמרים אחרים סעיף 
חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:
כל השפות של דף זה