Автоматический фазометр (стр. 3 из 3)
Микроконтроллер должен осуществлять такие действия:
1) начальную настройку своих узлов и периферийных устройств;
2) прием параметров измерения фазы от компьютера;
3) измерение частоты сигнала;
4) выбор режима измерения фазы;
5) выдача информации о частоте и фазе компьютеру.
Соответственно этому МК будет работать по алгоритму указанному на рис.5.
Рис.5. Блок-схема алгоритма программы для МК
5. Программа для МК
6. Описание алгоритма программы для ПК
Программа, которая будет выполняться ПК должна осуществить следующие действия:
1) определить у пользователя параметры измерения фазы;
2) инициировать начало работы фазометра;
3) считать сообщение о исправности фазометра;
4) в случае если он исправен послать сообщение о параметрах измерения фазы;
5) считать числа соответствующие фазе и частоте;
6) преобразовать частоту в герцы, а фазу в радианы и сохранить;
7) в конце измерения вывести на экран среднее значение фазы и частоты;
8) повторить все начиная с пункта 1.
Рис.6. . Блок-схема алгоритма программы для ПК
7. Программа для ПК
usescrt;
var i,k,z,contr,l,ms:Byte;
Base : word ;
Value : byte;
t :Boolean;
fase,freaquency:integer;
fase_r,freaquency_r,divider:real;
data:array[1..100,1..2]of real absolute $6B00:$0000;
Procedure OpenCom(Base:word ; Baudrate:word ; Config :byte);
begin
while Port[Base+5] and $60 <> $60 do;
Port[Base+3] := $80;
Port[Base+1] := BaudRate shr 8;
Port[Base+0] := BaudRate and $FF;
Port[Base+3] := Config;
Port[Base+4] := 0;
Port[Base+1] := 0;
end;
Procedure send_char(Base : word ; Value : byte);
begin
while ((Port[Base+5] and $20) = 0) do ;
Port[Base] := Byte(Value);
end;
Function get_char( Base : word ) : Boolean;
var status : word;
begin
Status := Port[Base + 5];
if ((Status and $1E) <> 0) or ((Status and 1) = 0 ) then get_char := False
else
begin
Value := Port[Base];
contr:=contr+Value;
get_char := True;
end;
end;
begin
z:=1;
while(z=1) do
begin
clrscr;
contr:=0;
writeln('Progam measure of fase');
writeln;
writeln('Input count measures');
Readln(i);
writeln;
writeln('Input time of measurements');
Readln(l);
Base:=MemW[$40:2]; {COM2}
OpenCom(Base,24,3 + 0 + 0); {4800,8-bit,1 stop-bit,no control error}
send_char(Base , 0); {start}
if(get_char(BASE)=TRUE) then k:=Value; {meassage about working of device}
k:=k and 1;
if(k=0) then
begin
send_char(Base , i); {number of measurements}
send_char(Base , l); {time of measurement}
for k:=1 to i do
begin
if(get_char(BASE)=TRUE) then k:=Value; {higer byte of freaquency}
freaquency:=k*256;
if(get_char(BASE)=TRUE) then k:=Value; {lower byte of freaquency}
freaquency:=freaquency+k;
freaquency_r:=10e5/freaquency; {convertion in Hz}
if(get_char(BASE)=TRUE) then k:=Value; {higer byte of fase}
fase:=k*256;
if(get_char(BASE)=TRUE) then k:=Value; {lower byte of fase}
fase:=fase+k;
if(freaquency<7) then {60MHz}
begin
divider:=1;
end;
if(freaquency>6)and(freaquency<$0E00) then {60/Nd+2}
begin
divider:=(75*freaquency)/512+1;
end;
if(freaquency>$0DFF)and(freaquency<$1C00) then {30/Nd+2}
begin
divider:=(75*freaquency)/1024+2;
end;
if(freaquency>$1BFF)and(freaquency<$3700) then {15/Nd+2}
begin
divider:=(75*freaquency)/2048+2;
end;
if(freaquency<$3700) then fase_r:=360*(freaquency_r*divider/6e7) {convertion}
else {fase measured MK}
begin
fase_r:=360*((2*fase)/freaquency);
end;
data[k][1]:=freaquency_r;
data[k][2]:=fase_r;
end;
if(get_char(BASE)=TRUE) then
begin
if(Value<>contr) then {control}
begin
z:=0;
writeln('Error COM port');
end
else
begin
l:=0;
while l=0 do
begin
clrscr;
writeln('Input number of measurements');
Readln(ms);
if(ms>100) then l:=1
else writeln('f=',data[ms,1],' fase=',data[ms,2]);
ReadKey;
end;
freaquency_r:=0;
fase_r:=0;
for k:=1 to i do {medium measurements}
begin
freaquency_r:=freaquency_r+data[k,1];
fase_r:=fase_r+data[k,2];
end;
freaquency_r:=freaquency_r/i;
fase_r:=fase_r/i;
Writeln('Medium f=',freaquency_r,' fase=',fase_r,' o');
end;
end;
end
else
begin
clrscr;
writeln('Error COM port');
z:=0;
end;
end;
end.
Выводы
В данной работе был спроектирован автоматический фазометр. Основной сложностью при его проектирование был выбор компонентой базы, так как данный фазометр должен измерять фазу у сигнала с частотой 100кГц с точностью 0.2%. Это эквивалентно измерению временных интервалов длительностью 20нс. Интегральных таймеров на такую частоту найдено не было. Из-за чего таймер был спроектирован на базе трех 4-разрядных счетчиков и генератора с программируемой частотой. Для измерения фазы сигнала вначале измеряется его частота с помощью микроконтроллера, а затем генератор программируется на частоту в 212 раз большую, чем частота сигнала. При активном уровне с выхода системы перехода напряжений через ноль, счетчик считает импульсы генератора, а затем микроконтроллер считывает их и передает компьютеру, где константы соответствующие частоте и фазе преобразуются в герцы и градусы и показываются оператору по его запросу.