Электрорадиоизмерения (В. И. Винокуров), страница 73

На рис. 116.12 совместно с временнйми диаграммами сигналов указаны текугцие состояния интерфейсных функций АН и ВН, обеспечивающих режим автоматического функционирования системы. Отметйм, что передача байта информационного или интерфейсного сообшения осушествляется одним и тем же способом, а связь функциональной и интерфейсной части прибора реализуется двумя внутриприборными сообщениями: гду — к очередному приему готов; пЬа — подготовлен новый байт данных. * Последовательность рассматриваемых операций дана на рис, 16.12 соответствующими цифрами. ь В дальнейшем черта сверху будет означать сообщение (сигнал), противоположное сообщению, присвоенному данному сочетанию букв.

Например, гбу означает — к очередному приему ие готов. 339 .'. фейс прибора — источника информации восстанавливает высокий .потенциал иа шине ОАЧ, сбрасывает с шин старые данные и реа' лизует очередиое измерение. Однако передача нового байта информации задерживается до появления сигнала о готовности всех приборов к ее приему. В свою очередь, приборы-приемники по мере готовности формируют на входах схемы И напряжения высокого уровня. В момент завершения подготовки последним прибором ~иа шине ЫКРП возникает потенциал высокого уровня.

Соответственно "интерфейс измерительного прибора формирует команду ПАЧ, раз' решающую считывание с шин данных нового байта изй1ерительной информации. 1. Пусть в исходном состоянии (сигнал пЬа) данные к передаче не подготовлены, а приборы к обмену сообщениями не готовы (сигналы гну и ХКГ?)). 2. Функциональная часть прибора — источника сообщений— формирует очередной байт данных и выдает сигнал пЬа. 3. С поступлением этого сигнала интерфейсная функция ЗН переходит в состояние ЯКУБ, которое сохраняется до появления на шине НКАП сигнала ЫЖИ3. 4.

Приемник по сигналу гну переходит в состояние АСКО и формирует сообщение о своей готовности к приему. 5. Когда функции АН всех приборов-приемников перейдут в состояние АСКО, их сигналы ЯКИ) через схему И поступят на соответствующую интерфейсную шину. 6. При появлении сигнала ИКгО функция ВН переходит в состояние ИТКС (передача данных) и формируется сигнал 0АУ.

7. При появлении сигнала ВАЪ' функция АН приемников переходит в состояние АСР3. и их функциональная часть осуществляет прием данных. В этом же состоянии функции АН формируется сигнал ИКРР, которым приборы-приемники оповещают о завершении приема очередного байта и о неготовности к дальнейшему приему данных. 8. Функциональная часть прибора-приемника формирует сигнал гбу, а функция АН переходит в состояние АУКНИ (ожидание). 9. В состоянии АЖМБ формируется сигнал БПАС. При завершении формирования этого сигнала всеми приборами-приемниками сигнал ЫРАС появляется на соответствующей шине магистрали. 10.

При появлении сигнала МЭАС функция ВН переходит в состояние 8%ИВ (ожидание). Одновременно формируется сигнал РАЧ. 11. Функциональная часть измерительного прибора сбрасывает сигналы с шин данных и готовится к передаче очередного сообщения. 12. С получением сигнала ВАЧ функции АН переходит в состояние АККРЕ (прибор к работе не подготовлен). При этом формируется сигнал И1ЖС. 13. При поступлении сигнала пЬа функция 5Н 'возвращается в исходное состояние ЯОИЯ. На этом завершается очередной цикл асинхронного обмена измерительной информации. Система вновь готова к передаче очередного байта данных.

Для настройки интерфейсных систем используют приборы, называемые временным и логи ч ес к и м и а н ал и затора ми и логическими анализаторами состояний. Приборы позволяют записывать и воспроизводить на экране дисплеев фрагменты потоков данных и интерфейсных сообщений передаваемых казаниями н истинными состояниями исследуемой системы. Возможны четыре способа воспроизведения данных, записанных в памяти приборов. 1. В виде последовательности логических уровней напряжений, отдельно для каждой из контролируемых шин; наблюдаемое изображение напоминает набор двухуровневых осциллограмм; 2.

В виде таблиц логических состояний, записанных цифрами различных систем счисления (двоичной, восмеричной, десятиричной и шестнадцатиричной). При этом по горизонтали располагаются последовательность бит, образующих передаваемый байт, а по вертикали последовательность передаваемых байтов (слов.) Отметим, что табличное представление является формой изображения сигналов в пространстве данных.

Подобное представление является весьма перспективным. 3. В виде карты состояний, при этом на экране отображается совокупность точек. Каждой точке соответствует определенное значение воспроизводимого байта. Численное значение байтов возвстает по строке слева направо, а,по вертикали †свер вниз. лагодаря высокой наглядности этот способ индикации данных облегчает поиск неисправностей в работе контролируемых систем. 4. В виде графа состояний,"при этом порядковый номер состояния в последовательности отображается смещением точки по горизонтали слева направо, а численное значение байта, ее отклонением по вертикали. Рассмотренные приборы находят применение при разработке и эксплуатации цифровых систем различного назначения с широким использованием микропроцессорной техники и стандартным интерфейсом.

В заключение отметим, что из-за ограничения числа средств измерений, подключаемых к общей магистрали стандартного интерфейса, желательно располагать измерительными приборами универсального типа, Необходимая универсальность обеспечивается МП, единственным из устройств, конкретное назначение которых определяется лишь после их изготовления, посредством введения соответствующих программ. В их числе должны присутствовать программы, реализующие вычисление среднеквадратического значения сигнала, корреляционных функций, законов распределения случайных величин, частотных спектров и т. д. Исходным материалом для всех вычислений служит один и тот же набор мгновенных значений измеряемого сигнала, введенный в ОЗУ. Так например, при измерении среднеквадратического значения сигнала следует воспользоваться алгоритмом, реализующим вычисления согласно следующей формуле: где и((Л() — мгновенные значения напряжения и(г) в момент ~-той 342 ', выборки (~-го запуска АЦП); У вЂ” общее' количество дискретных выборок, иопольэуемых для вычислений и,р„„Аà — интервал вре; мени между двумя соседними выборками.

Аналогичным путем при использовании в структурной схеме прибора МП„ОЗУ и ЦАП могут быть созданы универсальные генераторы измерительных (стимулирующих) сигналов произвольной формы и частоты. Форма сигналов в виде последовательности дискрет записывается в память и с помощью ЦАП преобразуется в последовательность аналоговых значений. Частота колебаний определяется скоростью считывания дискрет и может менцться в широких пределах.

, ЗАКЛЮЧЕНИЕ Электро- и радиоизмерительные приборы являются технической основой научно-исследовательской, опытно-конструкторской и производственной базы современной радиоэлектроники, вычислительной техники и средств автоматики. Почти половина всех затрат человеческого труда в отмеченных областях техники приходится на операции, связанные.с регулировкой, настройкой и контролем.

Достижения в измерительной технике во многом определяют не только экономию трудовых затрат, но одновременно экономию энергетических и материальных ресурсов. Дальнейшее повышение технического уровня радиоэлектронной аппаратуры ~невозможно без совершенствования средств измерений. Расширение функциональных возможностей и улучшение метрологических характеристик приборов неразрывно связаны с разработкой новых и совершенствованием известных методов измерений, улучшением .характеристик элементной базы, совершенствованием схемотехнических решений, улучшением конструкции и технологии изготовления.

Совершенствование элементной базы предусматривает: расширение предельных значений параметров радиоэлементов; увеличение степени интеграции, в первую очредь реализацию аналоговых узлов цифровых приборов в виде интегральных микросхем; повышение надежности приборов и уменьшение энергопотребления. Особенно перспективно использование в измерительных приборах и системах элементов вычислительной техники и прежде всего микропроцессоров (МП).

МП могут выполнять сложную математическую обработку и анализировать измерительную информацию. При этом процесс измерений возможен в диалоговом режиме. Кроме того, МП освобождают оператора от выполнения вспомогательных операций, позволяя ему сосредоточить внимание на главном.