Антиплагиат полный Деревенко П.А. (1230293), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Одним из важныхнаправлений – является осуществление проекта «Цифровая железная дорога».Целью проекта является усиление результативности работы железнодорожноготранспорта за счет применения в организации перевозочного процессасовременных цифровых технологий.Выполнение принятой программы совершенствования возможно только засчет труда работников инженерных специальностей, которые занимаютсяцифровыми управляющими системами. Данная программа развития отраслиставит перед железнодорожными ВУЗами задачи в усовершенствованиипроцесса обучения, требующие изучения студентами дисциплин,взаимосвязанных с цифровыми технологиями.В нынешнее время использование в учебном процессе компьютерныхтехнологий открывает новые возможности в организации процесса обучения.Так, например, с помощью программного пакета Proteus фирмы LabcenterElectronics можно промоделировать работу устройств, выполненных на баземикроконтроллеров PIC.
При этом разработка программного кодаосуществляется в среде MPLAB. Микроконтроллер представлен в компьютерекак виртуальный прибор, а работа выполненного на его основе устройстваотображается на экране компьютера.Новые требования к подготовке специалистов для отрасли требуютпринципиально нового подхода к изучению цифровой микропроцессорнойтехники.Изучение и разработка устройств цифровой и микропроцессорной техникитребует качественно нового подхода к организации учебного процесса, вкотором этому направлению, с учетом важности поставленных компанией ОАО«РЖД» задач, должно уделяться особое внимание. Таким же высокимтребования должен соответствовать выпускник высшей школы. В свете новых9требований по подготовке специалистов высшей квалификации, инженер впроцессе обучения в ВУЗе должен в полной мере овладеть объемом знаний,необходимых в дальнейшей производственной деятельности длясамостоятельного сквозного проектирования и изготовления электронныхустройств, выполненных на базе микроконтроллеров.
Для этого он долженизучить интегрированную среду разработки MPLAB, которая содержит всепрограммные инструментальные средства, необходимые для написанияпрограммы проекта, ее тестирование и пошаговую проверку работы программына имитаторе. Отлаженная программа с помощью программатора заносится впамять микроконтроллера. После этого запрограммированный и готовый кработе микроконтроллер устанавливается в разрабатываемое электронноеустройство.Для приобретения опыта программирования в качестве базового выбранмикроконтроллер семейства PIC18F452, включающий в себя полный наборпериферийных устройств (АЦП, таймеры, порты ввода-вывода и др.),позволяющий осуществлять его программирование на языке высокого уровняСи.С целью обучения студентов работе на реальных объектахмикропроцессорной техники все лабораторные работы выполняются нафизических модулях, на которых устанавливаются микроконтроллер иизготовленные панели объектов управления.
При этом приведенные в пособиифайлы программ сохранились без изменения, поскольку в учебном комплексемодули изготовлены таким образом, что в них полностью повторены схемысоединения с внешними объектами управления. Тематика лабораторных работохватывает широкий круг практических приложений, требующихся присоздании будущим инженером самостоятельного проекта и включает в себя:- управление портами ввода-вывода;- формирование задержек времени;- работа с программами прерывания;- работа с таймерами;10- аналого-цифровое преобразование и др.Разработанные и изготовленные панели объектов управления в полной мереобеспечивают выполнение лабораторных работ.
Полученные во времявыполнения работы файлы программ могут быть успешно использованы вдальнейшем при разработке различных устройств на микроконтроллерах.Целью данного дипломного проекта является создание лабораторной работыпо дисциплине «Основы микропроцессорной техники», которая поможетстудентам освоить таймеры-счётчики, прерывания, динамическую индикацию,программные пакеты Proteus и Mplab.
Приобретенные в ВУЗе знания позволятподготовить квалифицированного инженера, отвечающего новым требованияминновационного развития отрасли.111 АНАЛИЗ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ЧАСТОТЫ СИГНАЛА1.1 Переменный электрический ток и его частотаПеременный ток имеет ряд важных характеристик, влияющих на егофизические свойства. Одним из таких параметров является частота переменноготока. Если говорить с точки зрения физики, то частота – это некая величина,обратная периоду колебания тока. Если проще – то это количество полныхциклов изменения ЭДС, произошедших за одну секунду.
Период рассчитываетсяпо формуле, (1.1)где t – время, сек.;N – число колебаний.Известно, что переменный ток заставляет электроны двигаться в проводникесначала в одну сторону, потом - в обратную. Полный путь «туда-обратно» онисовершают за некий промежуток времени, называемый периодом переменноготока. Частота же является количеством таких колебаний за 1 секунду.
В качествеединицы измерения частоты во всем мире принят 1 Гц (в честь немецкогоученого Г. Герца), который соответствует 1 периоду колебания за 1 секунду.Частота рассчитывается по формуле. (1.2)В нашей стране стандартной считается частота тока в 50 Гц. Это значит, чтосинусоида тока движется в течение 1 секунды 50 раз в одном направлении, и 50– в обратном, 100 раз проходя через нулевое значение. Получается, что обычнаялампа накаливания, включенная в сеть с такой частотой, будет затухать ивспыхивать примерно 100 раз за секунду, однако мы этого не замечаем в силуособенностей своего зрения.
Период электрического тока представлен на12рисунке 1.1.Рисунок 1.1 – Период колебаний электрического токаДля измерения частоты переменного тока применяют приборы, называемыечастотомерами. Частотомеры используют несколько основных способовизмерения, а именно:- метод дискретного счета;- резонансный метод измерения частот;- метод сравнения частот.Метод дискретного счета основывается на подсчете импульсов необходимойчастоты за конкретный промежуток времени. Его наиболее часто используютцифровые частотомеры, и именно благодаря этому простому методу можнополучить довольно точные данные.Метод перезаряда конденсатора тоже не несет в себе сложных вычислений.В этом случае среднее значение силы тока перезаряда пропорциональносоотносится с частотой, и измеряется при помощи магнитоэлектрического13амперметра.
Шкала прибора, в таком случае, градуируется в Герцах.Погрешность подобных частотомеров находится в пределах 2 %, и поэтомутакие измерения вполне пригодны для бытового использования.Резонансный способ измерения базируется на электрическом резонансе,возникающем в контуре с подстраиваемыми элементами. Частота, которуюнеобходимо измерить, определяется по специальной шкале самого механизмаподстройки. Такой метод дает очень низкую погрешность, однако применяетсятолько для частот больше 50 кГц.Метод сравнения частот применяется в осциллографах, и основан насмешении эталонной частоты с измеряемой.
При этом возникают биенияопределенной частоты. Когда же частота этих биений достигает нуля, тоизмеряемая частота становится равной эталонной. Далее, по полученной наэкране фигуре с применением формул можно рассчитать искомую частотуэлектрического тока.1.2 Вибрационный частотомерВибрационный частотомер – измерительный прибор, состоящий из обмоткиэлектромагнита, якоря электромагнита, укрепленного на основании частотомераи ряда металлических пластинок, настроенных каждая на определеннуючастоту собственного периода колебаний.
Схема устройства и шкала измеренияданного прибора представлена на рисунке 1.2.Рисунок 1.2 – Схема устройства и шкала измерения: 1 – обмотка электромагнита; 2 – якорьэлектромагнита; 3 – основание частотомера; 4 – пружинящие крепления; 5 – пластины14Принцип работы данного частотомера основывается на использованиимеханического резонанса. По обмотке электромагнита протекает переменныйток, вызывающий силу притяжения якоря к электромагниту.Сила притяжения то увеличивается, то 30 уменьшается, два раза за период,достигая наибольшего значения.
Металлические пластинки под воздействиемэтой силы испытывают вынужденные колебания, частота которых равнаудвоенной частоте переменного тока. Пластинки подбираются с различнойчастотой собственных колебаний, и 49 та из них, собственная частота которойсовпадает с частотой вынужденных колебаний, будет колебаться со значительнобольшей амплитудой, чем другие пластинки.На шкале прибора около каждой пластинки указана частота переменноготока, при которой резонирует пластинка. Таким 30 образом, по пластинке,колеблющейся с большей амплитудой, можно определить частоту переменного 30тока.Частотомер включается в сеть 49 так 30 же, как вольтметр. На 30 его шкалеуказывается номинальное напряжение, на которое он рассчитан.1.3 Выпрямительный частотомерСхема выпрямительного частотомера показана на рисунке 1.3. В приборереализованы две параллельные ветви.15Рисунок 1.3 – Схема выпрямительного частотомераПервая ветвь состоит из 30 реактивной катушки с индуктивностью L1,конденсатора 30 емкостью C1, настроенных на резонанс при частоте 65 Гц, идвухполупериодного выпрямителя.Вторая ветвь состоит из активного сопротивления r2 и второгодвухполупериодного выпрямителя.Выпрямленный ток первой ветви проходит через первую рамку логометрамагнитоэлектрической системы, выпрямленный ток второй ветви – черезвторую рамку логометра.Отношение токов в параллельных ветвях обратно пропорциональноотношению сопротивлений ветвей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
