Цифровой измерительный прибор с функциями индукционного расходомера и вольтметра постоянного напряжения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Одно из преимуществ цифровых схем по сравнению с аналоговыми заключается в том, что у первых сигналы могут быть переданы без искажений. Например, непрерывный звуковой сигнал, передающийся в виде последовательности 1 и 0, может быть восстановлен без ошибок при условии, что шума при передаче было не достаточно, чтобы предотвратить идентификацию 1 и 0. Час музыки может быть сохранен на компакт-диске с использованием около 6 млрд двоичных разрядов.

Цифровыми системами с компьютерным управлением можно управлять с помощью программного обеспечения, добавляя новые функции без замены аппаратных средств. Часто это может быть сделано без участия завода-изготовителя путем простого обновления программного продукта. Подобная функция позволяет быстро адаптироваться к изменяющимся требованиям. Кроме того, возможно применение сложных алгоритмов, которые в аналоговых системах невозможны или же осуществимы, но только с очень высокими расходами.

Хранение информации в цифровых системах проще, чем в аналоговых. Помехоустойчивость цифровых систем позволяет хранить и извлекать данные без повреждения. В аналоговой системе старение и износ может ухудшить записанную информацию. В цифровой же, до тех пор, пока общие помехи не превышают определенного уровня, информация может быть восстановлена.



1. Обзорная часть

1.1 Расходомеры

Расходомер-- прибор, измеряющий расход вещества, проходящего через данное сечение трубопровода в единицу времени. Если прибор имеет интегрирующее устройство со счетчиком и служит для одновременного измерения и количества вещества, то его называют расходомером со счетчиком.

Индукционные расходомеры (электромагнитные)

Рисунок 1.1. Внешний вид индукционного расходомера

Принцип действия расходомеров основан на явлении электромагнитной индукции. При прохождении электропроводной жидкости через трубу преобразователя расхода, футерованную изнутри изоляционным материалом и помещенную в магнитное поле, в ней как в движущемся проводнике индуктируется электродвижущая сила (ЭДС), пропорциональная средней скорости потока и, следовательно, расходу. Индуктированная ЭДС вызывает напряжение на электродах, введенных диаметрально противоположно в поперечном сечении трубопровода преобразователя. Напряжение измеряется с помощью измерительного блока.

Индукционные расходомеры изготовляются по ГОСТ 11988--72.

Структурная схема представлена на рисунке1.2, принципиальная схема - на рисунке 1.3.

Рисунок1.2 Структурная схема электромагнитного преобразователя индукционного расходомера.

Индукционные расходомеры марок ИР-51 и ИР-51И («Индукция») предназначены для непрерывного автоматического измерения расходов невзрывоопасных электропроводных (с электропроводностью 10-8--10 См/м, т. е. 10-5--10-2 Ом-1*См-1) жидкостей, растворов и пульп, не содержащих ферромагнитных частиц, в закрытых заполненных трубопроводах. Ктакого рода жидкостям относятся вода питьевого качества, а также стачные жидкости и растворы солей, кислот и щелочей.

Расходомеры состоят из преобразователя расхода (датчика) и измерительного блока, в который встроен показывающий прибор со 100%-ной шкалой. Измерительный блок имеет токовый выход 0-- 5 мА, обеспечивающий использование блоков аналоговой ветви постоянного тока, стандартных самопишущих миллиамперметров (марки Н374 и др.) и потенциометров постоянного тока (типов ПП, ППР, ПС, ПСР и др.).

Труба электродов преобразователя расхода изготовляется из нержавеющей стали 12Х18Н10Т.

Расходомер питается от сети переменного тока напряжением 220 В. Время установления рабочего режима 0,5 ч (расходомер ИР-51) и 1 ч (расходомер ИР-51И).

Расстояние между преобразователем расхода и измерительным блоком не должно превышать 100 м при электропроводности среды до 5*10-2 См/м и 10 м при электропроводности среды до 10-3 См/м.

Рисунок 1.3. Принципиальная схема индукционного расходомера.

Трубопровод; 2- полюса магнита; 3- электроды для съёма ЭДС; 4- электронный усилитель; 5- отсчётная система; 6- источник питания;

Расходомеры переменного перепада давления.

Одним из наиболее распространенных средств измерений расхода жидкостей и газов (паров), протекающих по трубопроводам, являются расходомеры переменного перепада давления, состоящие из стандартного сужающего устройства, дифманометра, приборов для измерения параметров среды и соединительных линий. В комплект расходомерного устройства также входят прямые участки трубопроводов до и после сужающего устройства с местными сопротивлениями.

Сужающее устройство расходомера является первичным измерительным преобразователем расхода, в котором в результате сужения сечения потока измеряемой среды (жидкости, газа, пара) образуется перепад (разность) давления, зависящий от расхода. В качестве стандартных (нормализованных) сужающих устройств применяются измерительные диафрагмы(Рисунок1.4), сопла, сопла Вентури и трубы Вентури. Диафрагма- тонкий диск с отверстием круглого сечения, центр которого лежит на оси трубопровода (используются в трубах от 50 мм до 2 м). Сопло выполнено в виде насадки с круглым концентрическим отверстием, имеющим плавную сужающую часть на входе и развитую цилиндрическую часть на выходе. Сопло Вентури- состоит из цилиндрического входного участка, плавно сужающейся части, переходящей в короткий цилиндрический участок, и расширяющейся конической части (диффузора).

Рисунок 1.4. Схема распределения статистического давления в потоке при установки в трубопроводе сужающего устройства - диафрагмы

Камерные расходомеры

Камерные тахометрические расходомеры представляют собой один или несколько подвижных элементов, отмеривающих или отсекающих при своем движении определенные объемы жидкости или газа. Существует большое число конструкций, камерных расходомеров жидкостей и газов(поршневые счетчики, счетчики с овальными шестернями и дисковые счетчики).

Рассмотрим овально-шестеренчатый счетчик жидкостей (Рисунок1,5) состоит из двух одинаковых овальных шестерен, вращающихся под действием перепада давления жидкости, протекающей через его корпус. В положении 1 правая шестерня отсекает некоторый объем жидкости 1, так как на эту шестерню действует крутящий момент, она поворачивается по часовой стрелке, вращая при этом левую шестерню против часовой стрелки. В положении 2 левая шестерня заканчивает отсекание новой порции жидкости, а правая выталкивает ранее отсеченный объем в выходной патрубок счетчика. В это время вращающий момент действует на обе шестерни. В положении 3 ведущей является левая шестерня, отсекающая заданный объем. В положении 4 правая шестерня заканчивает отсекание объема, а левая выталкивает объем. В положении 5 полностью отсекается заданный объем; обе шестерни сделали по пол-оборота, и ведущей стала опять правая шестерня. Вторая половина оборота шестерен протекает аналогично. Таким образом, за один полный оборот шестерен отсекается четыре дозирующих объема. Учет жидкости основан на отсчете числа оборотов шестерен.

Рисунок 1.5. Схема работы счетчика жидкости с овальными шестернями.

Тепловые расходомеры

Тепловые расходомеры могут применяться при измерении небольших расходов практически любых сред при различных их параметрах. Кроме того, они весьма перспективны для измерения расхода очень вязких материалов.

Принцип действия их основан на использовании зависимости эффекта теплового воздействия на поток вещества от массового расхода этого вещества.

С помощью тепловых расходомеров может быть обеспечена точность измерения расхода вязких продуктов ±22,5%.

Рисунок 1.6. Калориметрический расходомер.

1,2- термометры сопротивления, 3- электрический нагреватель

Для измерения расхода газов используют калориметрические расходомеры (Рисунок1.6).

Существует два способа измерений расхода: измерение по мощности, потребляемой нагревателем и обеспечивающей постоянную разность температур ; измерение по разности температур при постоянной мощности нагревателя (разность температур измеряется термометрами сопротивления, выполненных в виде сетки, что позволяет измерять среднюю температуру по сечению трубопровода). Второй способ является более экономичным, т.к. контролируемая среда нагревается на 1-3 ?С, поэтому даже при больших расходах потребляемая мощность невелика.

Вихревые расходомеры

В настоящее время разработаны и имеют весьма широкие перспективы применения вихревые расходомеры, принцип действия которых основан на зависимости от расхода частоты колебаний давления среды, возникающих в потоке в процессе вихреобразования.

Измерительный преобразователь вихревого расходомера (рисунок1.7) представляет собой завихритель 1, вмонтированный в трубопровод, с помощью которого поток, завихряется (закручивается) и поступает в патрубок 2. На выходе из патрубка в расширяющейся области 4 установлен пьезометрический преобразователь 3, воспринимающий и преобразующий вихревые колебания потока.

Рисунок 1.7. Функциональная схема преобразователя вихревого расходомера.

Частотно-пакетные расходомеры

Принцип действия этих расходомеров основан на измерении частот импульсно-модулированных ультразвуковых колебаний, направляемых одновременно по потоку жидкости и против него.

Генераторы Г создают синусоидальные колебания высокой частоты (10 МГц) и подают их через модуляторы М на излучающие пьезоэлементы П1 и ПЗ. Пьезоэлемент П1 создает направленные ультразвуковые излучения (с частотой 10 МГц), которые воспринимаются пьезоэлементом П2.(Рисунок1.8).

Рисунок 1.8. Принцип работы частотно-пакетного расходомера.



Напорные устройства

Напорные устройства- устройства, создающие перепад давления, зависящий от динамического давления потока (скорости). Используются для измерения скорости потока, а также расходов жидкостей и газов (редко).

Принцип действия (Рисунок1.9) основан на помещении в трубопровод Г-образной трубки (трубка Пито), направленной изгибом на поток. Трубка воспринимает полное давление в трубопроводе равного сумме динамического, зависимого от скорости потока, и статического давления трубопровода. Чтобы измерять скорость или расход, помимо трубки Пито необходимо установить в трубопроводе ещё одну трубку для отбора статического давления, а так же ввести поправочные коэффициент.

Рисунок 1.9. Принцип действия напорного устройства.

Кориолисовые расходомеры

Принцип действия (Рисунок1.10) основан на возникновении ускорения и силы Кориолиса в массе жидкости или протекании их через вибрирующую U-образную трубку. Расходомер состоит сенсора и преобразователя сигнала. Сенсор состоит из одной или двух U-образных трубок (нержавеющая сталь), электромагнитной катушки, расположенной в центре изгиба, 2-х индуктивных датчиков и поверхностного термометра сопротивления.

Среда, расход которой измеряется, поступает на вход преобразователя и изменяет направление движения по U-образной трубке. Среда проходит по

одному колену трубки в прямом направлении, а по другому- в обратном. В середине U-образной трубке на её конце установлен электромагнит-вибровозбудитель, сообщающей трубке поперечное синусоидальное колебание. При этих условиях среда протекающая по трубке имеет поступательное и вращательное движение.

Рисунок 1.10. Принцип действия кориолисового расходомера

Подковообразная труба; 2- электромагнитная катушка;3- индукционная катушка; 4- термометр сопротивления; 5- клеммная колодка;

Оптические расходомеры

Иногда оптическими расходомерами называют приборы, определяющие расход жидкости, вытекающей из ёмкости, путём измерения оптическими методами высоты уровня в ней. Также, существует метод измерения расхода на основе определения интенсивности выхода из ёмкости флуоресцентных частичек, предварительно введённых в жидкость. Очевидно, что последний метод ближе стоит к меточным расходомерам.

Принцип работы представлен на рисунке1.11.

Рисунок 1.11. Принцип работы оптического расходомера.



Ультразвуковые расходомеры

Расходомерпредназначен для измерения объема (количества) протекающей жидкости, в том числе сточных вод, в открытых каналах шириной до 4-х и в безнапорных трубопроводах диаметром 100 мм и более с целью учета, в том числе коммерческого, в канализационных сетях, на очистных сооружениях, промышленных предприятиях. Принципиальная схема изображена на Рисуноке1.12.

Кроме того, он может быть использован для автоматического контроля мгновенного расхода жидкости в открытых каналах и безнапорных трубопроводах.

Принцип действия заключается в бесконтактном измерении уровня жидкости, протекающей в водоводе, пересчете его в мгновенное значение расхода и последующем интегрировании.

Сегодня ультразвуковые расходомеры используются для измерения чистой и загрязнённой воды, различных жидкостей и газов. Надежность этих приборов весьма высока, они не требовательны в эксплуатации.

Рисунок 1.12. Принципиальная схема ультразвукового расходомера.

1.2 Вольтметр постоянного напряжения

Вольтметр(вольт+гр.??????измеряю)--измерительный прибор непосредственного отсчёта для определения напряжения или ЭДС в электрических цепях.(Рисунок1.3.) Подключается параллельно нагрузке или источнику электрической энергии.

Рисунок 1.13. Цифровой вольтметр коммерческая модель.

Цифровой вольтметр постоянного тока

Назначение

Модуль (Принципиальная схема показана на Рисунке 1.14) может использоваться для: контроля напряжения в лабораторных блоках питания, контроля напряжения бортовой сети автомобиля/скутера/катера и.т.д и напряжения аккумулятора, а также для контроля напряжения в различных устройствах/приборах/системах. Допускается питание устройства от измеряемого напряжения.

Модуль имеет большой высококонтрастный LCD-дисплей. Удобен для эксплуатации при ярком свете, где вольтметр со светодиодным индикатором не может быть использован по причине яркой внешней засветки. Низкое потребление тока позволяет использовать прибор для постоянного и круглосуточного контроля напряжений аккумуляторов и батарей.



Рисунок 1.14. Принципиальная схема цифрового вольтметра постоянного тока.

Цифрового вольтметра переменного тока

Цифровой вольтметр переменного тока (Рисунок 1.15) предназначен для измерения средневыпрямленных значений переменных напряжений. Измеряемое напряжение поступает на входное устройство, выпрямляется и подается на АЦП двухтактного интегрирования.

Большинство серийных цифровых вольтметров переменного тока строятся с применением преобразователей переменного тока в постоянный (детекторов) средневыпрямленного и действующего значения. И как было отмечено ранее, свойства этих приборов будут во многом определяться детекторами. Структурные схемы цифровых вольтметров переменного тока отличаются наличием преобразователя переменного напряжения в постоянное, включаемого после входного устройства. Кроме выпрямителя с фильтром преобразователь может содержать операционный усилитель, охваченный отрицательной обратной связью вместе с выпрямителем в целях повышения линейности и стабильности. Наиболее точными являются цифровые вольтметры переменного тока. Погрешность вольтметров составляет 0 5 - 1 % в диапазоне частот до 1 МГц. С уменьшением частоты их точность существенно возрастает.



Рисунок 1.15. Цифровой вольтметр переменного тока.

Сравнение переменного тока с постоянным током

Постоянный ток - электрический ток, параметры, свойства, и направление которого не изменяются (в различных смыслах) со временем. Т.е. ток, величина которого постоянна во времени.

Переменный ток - электрический ток, который периодически изменяется по модулю и направлению.

Под переменным током также подразумевают ток в обычных одно- и трёхфазных сетях. В этом случае мгновенные значения тока и напряжения изменяются по гармоническому закону.

В устройствах-потребителях постоянного тока переменный ток часто преобразуется выпрямителями для получения постоянного тока.



Рисунок 1.16. Графическое изображение постоянного и переменного тока

Переменный ток, в отличие от тока постоянного, непрерывно изменяется как по величине, так и по направлению, причем изменения эти происходят периодически, т. е. точно повторяются через равные промежутки времени.

Чтобы вызвать в цепи такой ток, используются источники переменного тока, создающие переменную ЭДС, периодически изменяющуюся по величине и направлению. Такие источники называются генераторами переменного тока.

На рисунке 1.17. показана схема устройства (модель) простейшего генератора переменного тока.



Рисунок 1.17. Графическое изображение постоянного и переменного тока.

Прямоугольная рамка, изготовленная из медной проволоки, укреплена на оси и при помощи ременной передачи вращается в поле магнита. Концы рамки припаяны к медным контактным кольцам, которые, вращаясь вместе с рамкой, скользят по контактным пластинам (щеткам).

Синусоидальный характер изменения тока -- самый распространенный в электротехнике, поэтому, говоря о переменном токе, в большинстве случаев имеют в виду синусоидальный ток.

Для сравнения различных переменных токов (ЭДС и напряжений) существуют величины, характеризующие тот или иной ток. Они называются параметрами переменного тока.

Период, амплитуда и частота -- параметры переменного тока

Переменный ток характеризуется двумя параметрами -- периодом и амплитудой, зная которые мы можем судить, какой это переменный ток, и построить график тока. (Рисунок 1.18).



Рисунок 1.18. Кривая синусоидального тока.

АНАЛОГОВЫЕ ВОЛЬТМЕТРЫ ПРЯМОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

Структурная схема электронного аналогового вольтметра прямого преобразования соответствует типовой схеме показана на рисунке 2.7, в самом общем случае включает входное устройство (ВУ), на вход которого подается измеряемое напряжение Ux, ИП и магнитоэлектрический прибор, применяемый в качестве ИУ.

Входное устройство представляет в простейшем случае делитель измеряемого напряжения -- аттенюатор, с помощью которого расширяются пределы измерения вольтметра. Помимо точного деления Ux, ВУ не должно снижать входной импеданс вольтметра, влияющий, как уже неоднократно подчеркивалось, на методическую погрешность измерения Ux- Таким образом, использование ВУ в виде аттенюатора является, в дополнение к добавочным сопротивлениям и измерительным трансформаторам напряжения, еще одним способом расширения пределов измерения вольтметров. Именно этот способ применяется в электронных вольтметрах и других радиоизмерительных приборах.

В качестве ИП в вольтметрах постоянного тока (В2) применяется усилитель постоянного тока (УПТ), а в вольтметрах переменного и импульсного тока (ВЗ и В4) --детектор в сочетании с УПТ или усилителем переменного тока. Более сложную структуру имеют преобразователи в вольтметрах остальных видов. В частности, преобразователи селективных вольтметров (В6) должны обеспечить, помимо детектирования и усиления сигнала, селекцию его по частоте, а преобразователи фазочувствительных вольтметров (В5) -- возможность измерения не только амплитудных, но и фазовых параметров исследуемого сигнала.

Структурная схема аналогового вольтметра постоянного тока соответствует обобщенной схеме рисунка 1.19. Основным функциональным узлом таких вольтметров является УПТ. Современные вольтметры постоянного тока разрабатываются в основном как цифровые приборы.

Рисунок 1.19. Обобщенная структурная схема аналогового вольтметра.

Вольтметры переменного и импульсного тока в зависимости от назначения могут проектироваться по одной из двух структурных схем (рисунок 1.20), различающихся типом ИП. В вольтметрах первой модификации (рисунок 1.20а) измеряемое напряжение Ux^ преобразуется в постоянное напряжение Ux=, которое затем измеряется вольтметром постоянного тока. Наоборот, в вольтметрах второй модификации (рисунок 1.20б) измеряемое напряжение сначала усиливается с помощью усилителя переменного тока, а затем детектируется и измеряется. При необходимости между детектором и ИУ может быть дополнительно включен УПТ.

Сравнивая структурные схемы рисунка 1.20, можно еще до рассмотрения схемных решений их функциональных узлов сделать определенные выводы в отношении свойств вольтметров обеих модификаций. В частности, вольтметры первой модификации в отношении диапазона частот измеряемых напряжений не имеют таких ограничений, как вольтметры второй модификации, где этот параметр зависит от полосы пропускания усилителя переменного тока. Зато вольтметры второй модификации имеют высокую чувствительность.

Рисунок 1.20. Вольтметры переменного и импульсного тока:

а--с детектором на входе; б -- с усилителем переменного тока на входе.



2. Специальная часть

2.1 Постановка задачи

электромагнитный индукция расходометр

Устройство представляет собой законченный блок, на переднюю панель которого вынесена клавиши включения/выключения, клавиши переключения режимов работы, дисплей и индикаторы режима работы, а также клеммы для подключения датчиков.

Устройство может работать в двух режимах:

1) Режим измерения изменения расхода вещества. В этом режиме устройство измеряет изменение расхода веществаимея пределы измерений от О до 4-10-2 5j3/g, с погрешностью измерений 1%.Диапазон температур измеряемой среды 1…150°С. Пределы измерения расхода 0,18…2000 м3/ч.Питание от источника постоянного тока стабилизированным напряжением от 16 до 36 В.

2) Режим измерения напряжения. В этом режиме устройство измеряет напряжение в диапазоне от 0 до 390 В, с точностью 0,01 В, с погрешностью измерений 1%.

Рисунок 2.1 Внешний вид прибора



2.2 Структурная схема

Согласно общепринятому определению, Структурная схема системы автоматического регулирования, графическое изображение такой системы в виде совокупности частей, на которые её можно разделить по определённым признакам, и связей между частями с указанием направления передачи воздействий. С. с. систем управления вообще строят по конструктивному, функциональному либо алгоритмическому принципу.

Рисунок 2.2 Структурная схема системы автоматического регулирования

2.3 Функциональная схема

Функциональная схема -- графический документ, в котором в виде условных обозначений отражены состав, структура и принцип действия устройства, а также его отдельных блоков. Функциональная схема является экспликацией отдельных видов процессов, протекающих в целостных функциональных блоках и цепях устройства.

Назначение функциональных схем

Функциональные схемы широко используются в цифровой и аналоговой (реже) электронике, и служат для решения следующих задач:

проведение функциональных расчетов (производительности, скорости, времени и др.);

пояснение действия различных датчиков, сочетающих механические процессы с электрическими;

построение силовых схем;

обработка деталей резанием, изображая инструменты, размеры деталей, направления и величины перемещений и т. д.;

Принципы построения функциональной схемы:

Использование и построение функциональных схем позволяет наглядно отразить устройство функциональных (рабочих) изменений, описание которых оперирует любыми (в том числе и несущественными) микросхемами, БИС и СБИС. Поскольку функциональные схемы не имеют собственной системы условных обозначений, их построение допускает сочетание кинематических, электрических и алгоритмических обозначений (для таких схем более подходящим термином оказывается комбинированные схемы)

Рисунок 2.3Функциональная схема.



КР580ГФ24 - тактовый генератор

КР580ВМ80А - микропроцессор

КР580ВК28 - буферный регистр

КР580ВВ79 - контроллер клавиатуры и индикации

BF - буферный регистр

2.4 Описание элементов функциональной схемы

МП КР580ВМ80А

8-разрядный микропроцессор. Микросхема КР580ВМ80А -- функционально законченный однокристальный параллельный микропроцессор с фиксированной системой команд, применяется в качестве центрального процессора в устройствах обработки данных и управления. Микропроцессор имеет раздельные 16-разрядный канал адреса и 8-разрядный канал данных. Канал адреса обеспечивает прямую адресацию внешней памяти объёмом до 65536 байт, 256 устройств ввода и 256 устройств вывода. Восьмиразрядное арифметико-логическое устройство микропроцессора обеспечивает выполнение арифметических и логических операций над двоичными данными представленными в дополнительном коде а также обработку двоично-десятичных упакованных чисел.

Таблица 2.1 Технические характеристики мп кр580вм80а

Наименование параметра, единица измерения	КР580ВМ80А
Напряжение питания, В	-5; +5; +12
Тактовая частота, МГЦ	2
Объём адресуемой памяти, Кбайт	64
Число базовых команд	78
Формат команд, байт	1,2,3
Потребляемая мощность, Вт	1,35
Число 8-разрядных РОН	6
Число режимов функционирования	1



Таблица 2.2Назначение выводов

Обозначение	Назначение
А0-А15	Шина адреса
D0-D7	Шина данных
GND	Общий
Uio	-5В
RESET	Установка
HOLD	Захват шин
INT	Прерывание
C1,C2	Фаза
INTA	Разрешение прерывания
DBIN	Приём
WR	Запись (выдача)
SYNC	Синхронизация
Ucc1	+5В
HLDA	Подтверждение захвата
READY	Готовность
WAIT	Ожидание
Ucc2	+12В

Рисунок 2.4Условное графическое обозначениеМП КР580ВМ80А

Микросхема контроллера клавиатуры и индикации КР580ВВ79

Микросхема КР580ВВ79 - программируемое интерфейсное устройство, предназначенное для ввода и вывода информации в системах, выполненных на основе 8- и 16-разрядных микропроцессоров КР580Вм80А и КМ1810ВМ86. Кроме того микросхема может применяться и как самостоятельное устройство при выполнении требований , предъявляемых к электрическим и временным параметрам.

Микросхема состоит из двух функциональных частей:

-- клавиатурной

-- дисплейной

Клавиатурная часть обеспечивает ввод информации в микросхему через линии возврата RET7-RET0 с клавиатуры (клавиатурная матрица объемом 8 слов * 8 разрядов с возможностью расширения до 4 * 8 слов * 8 разрядов) и матрицы датчиков (8 слов * 8 разрядов), а также ввод по стробирующему сигналу (8 слов * 8 разрядов). Для хранения информации в микросхеме предусмотрено 8 байт ОЗУ.

Дисплейная часть микросхемы обеспечивает вывод информации по 4-разрядным каналам DSPA3-DSPA0 и DSPB3-DSPB0 в виде двоичного кода на 8- и 16-разрядные цифровые или алфавитно-цифровые дисплеи.

Таблица 2.3 Назначение выводов

Вывод	Обозначение	Тип вывода	Функциональное назначение выводов
1, 2, 5-8, 38, 39	RET2-RET7, RET0, RET1	Входы	Линии возврата
3	C	Вход	Синхронизация
4	INT	Выход	Запрос прерывания
9	SR	Вход	Установка
10	RD	Вход	Чтение информации
11	WR	Вход	Запись информации
1-19	D0-D7	Выходы/входы	Канал данных
20	GND	-	Общий
21	INS/D	Вход	Команда / данные
22	CS	Вход	Выбор микросхемы
23	BD	Выход	Гашение отображения
24-27	DSPA3-DSPA0	Выходы	Канал дисплея А



Рисунок 2.5 Условно-графичическое изображение микросхемыКР580ВВ79

Тактовый генератор КР580ГФ24

Электронный компонент, микросхема специализированного генератора тактовых импульсов (ГТИ), входящая в микропроцессорный комплект серии КР580. Предназначена для совместной работы с ЦПУ КР580ВМ80А. Является аналогом микросхемы Intel 8224. Напряжения питания -- +5 В, +12 В. Тип корпуса -- DIP16.

Микросхема формирует: тактовые сигналы C1 и C2 cовзаимосмещёнными фронтами; тактовый сигнал C, по уровню совместимый с ТТЛ и синхронизированный с сигналом C2; сигнал STB# «Строб состояния», который, поступая на системный контроллер, фиксирует состояние шины данных микропроцессора; сигнал RESET «Установка».

Генератор опорной частоты при подключении к выводам X1 и X2 кварцевого резонатора обеспечивает высокую стабильность частоты, определяемую основной частотой возбуждения кварцевого резонатора, резонансная частота которого должна быть в 9 раз больше выбранной тактовой частоты микропроцессора. При частоте резонатора более 10 МГц необходимо последовательно в цепи подсоединить керамический конденсатор емкостью 3 -- 10 пФ.

Выход генератора опорной частоты выведен на внешний вывод OSC и соединён внутри микросхемы со счетчиком-делителем, входящим в состав тактового генератора. Тактовый генератор состоит из счетчика-делителя на 9, логических дешифраторов, формирующих требуемые тактовые импульсы, выходных формирователей и вспомогательных логических схем и триггеров для генерации выходных сигналов: C1, C2, C, STB#. Тактовые импульсы C1 и C2 амплитудой 12 В управляют МОП-входами микропроцессора КР580ВМ80А. Тактовый импульc C используется для управления ТТЛ-входами в режиме прямого обращения к памяти.

Инверсный сигнал STB#, длительность которого равна одному периоду частоты опорного генератора, формируется микросхемой КР580ГФ24 при поступлении на ее вход с микропроцессора КР580ВМ80А сигнала SYN «Синхронизация», свидетельствующего о начале машинного цикла. При поступлении входного сигнала RESIN# микросхема КР580ГФ24 с помощью триггера Шмитта и триггера Т1 вырабатывает сигнал RESET, синхронизированный с тактовым сигналом C2, По сигналу RESET осуществляется установка в исходное состояние различных устройств микропроцессорной системы. Наличие в микросхеме триггера Шмиттапозволяет подавать на вход RESIN# сигнал с пологим фронтом. С помощью триггера Т2 осуществляется стробирование входного сигнала RDYIN «Готовность» тактовым сигналом C2.



Таблица 2.4 Назначение выводов

Вывод	Обозначение	Тип вывода	Функциональное назначение выводов
1	SR	Выход	Установки в исходное состояние микропроцессора и системы
2	RESIN	Вход	Установка 0
3	RDYIN	Вход	Сигнал "Готовность"
4	RDY	Выход	Сигнал "Готовность"
5	SYN	Вход	Сигнал синхронизации
6	C	Выход	Тактовый сигнал, синхронный с фазой С2
7	STB	Выход	Стробирующий сигнал состояния
8	GND	-	Общий
9	Ucc2	Вход	Напряжение питания +12В
10	C2	Выход	Тактовые сигналы -фазы С2
11	C1	Выход	Тактовые сигналы -фазы С1
12	OSC	Выход	Тактовые сигналы опорной частоты
13	TANK	Вход	Вывод для подключения колебательного контура
14, 15	XTAL1, XTAL2	Вход	Выходы для подключения резонатора
16	Ucc1	Вход	Напряжение питания +5В

Рисунок 2.6 Условно-графичическое изображение микросхемы КР580ГФ24

Буферный регистр КР580ВК28

Микросхемы КР580ВК28- системный контролер и буферный регистр данных, применяются в микропроцессорных системах на базе микропроцессора КР580ВМ80А для формирования управляющих сигналов и как буферный регистр данных.

Микросхемы КР580ВК28 и КР580ВК38 отличаются лишь длительностью двух формируемых сигналов: WR и WRI0.

Системный контролер формирует управляющие сигналы по сигналам состояния микропроцессора при обращении к ЗУ: RD и WR, при обращении к УВВ: RDI0 и WRI0, INTA, а также обеспечивает прием и передачу 8-разрядной информации между каналом данных микропроцессора.

Таблица выводов 2.5

Вывод	Обозначение	Тип вывода	Функциональное назначение выводов
1	STB	Вход	Стробирующий сигнал состояния
2	HLDA	Вход	Подтверждение захвата
3	TR	Вход	Выдача информации
4	RC	Вход	Прием информации
5, 7, 9, 11, 13, 16, 18, 20	DB4, DB7, DB3, DB2, DB0, DB1, DB5, DB6	Выход/вход	Канал данных системы
6, 8, 10, 12, 15, 17, 19, 21	D4, D7, D3, D2, D0, D1, D5, D6	Выход/вход	Канал данных микропроцессора
14	GND	-	Общий
22	BUSEN	Вход	Управление передачей данных и выдачи сигналов
23	INTA	Выход	Подтверждение запроса прерывания
24	RD	Выход	Чтение из ЗУ
25	RDI0	Выход	Чтение из УВВ
26	WR	Выход	Запись в ЗУ
27	WRI0	Выход	Запись в УВВ
28	Ucc	Вход	Напряжение питания +5В



Рисунок 2.7 Условно-графическое изображение микросхемы КР580ВК28



3. Безопасность жизнедеятельности

Безопасность жизнедеятельности.

Электробезопасность.

Тяжесть поражения электрическим током зависит от целого ряда факторов: значения силы тока, электрического сопротивления тела человека и длительности протекания через него тока, рода и частоты тока, индивидуальных свойств человека и условий окружающей среды. Основным фактором, обусловливающим ту или иную степень поражения человека, является сила тока. На исход поражения сильно влияет сопротивление тела человека, которое изменяется в очень больших пределах. Существенное значение имеет и путь тока через тело человека.
Наибольшая опасность возникает при непосредственном прохождении через жизненно важные органы.

Степень поражения зависит также от рода и частоты тока.

Влияние состояния окружающей среды учитывается классификацией помещений и условий труда по опасности поражения электрическим током.

В зависимости от условий, повышающих или понижающих поражение человека электрическим током, все помещения делят на: помещения с повышенной опасностью, особо опасные помещения, помещения без повышенной опасности.

Электробезопасность обеспечивается соответствующей конструкцией электрооборудования, применением технических способов и средств защиты, организационными и техническими мероприятиями.

Конструкция электрооборудования должна соответствовать условиям его эксплуатации, обеспечивать защиту персонала от соприкосновения с токоведущими частями и оборудования - от попадания внутрь посторонних предметов и воды.

Наиболее распространёнными техническими средствами защиты являются защитное заземление и зануление.

Организационные и технические мероприятия по обеспечению электробезопасности заключаются в основном в соответствующем обучении, инструктаже и допуске к работе лиц, прошедших медицинское освидетельствование, выполнении ряда технических мер при проведении работ с электрооборудованием, соблюдении особых требований при работах с находящимися под напряжением частями.

Пожаробезопасность.

Настоящие правила устанавливают основные требования к пожарной безопасности в зданиях, сооружениях и на прилегающей территории и является обязательными для исполнения всеми сотрудниками.
За нарушение требований настоящих правил могут быть применены взыскания в соответствии с действующим законодательством.

Для предотвращения возникновения пожаров от электрического тока, искрения, нагрева токоведущих частей, дугового разряда и т.п. необходимо неукоснительно соблюдать «Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», инструкции по эксплуатации электрических приборов. Все помещения должны быть обеспечены первичными средствами пожаротушения согласно нормам и правилам пожарной безопасности. Средства пожаротушения должны размещаться в пожарных шкафах, и обязательно отмечены соответствующим знаком пожарной безопасности. Все имеющиеся первичные средства пожаротушения должны постоянно содержаться в исправном, состоянии и регулярно, в соответствии с техническими условиями эксплуатации, испытываться на пригодность к использованию.
Сотрудники учреждения обязаны выполнять правила пожарной безопасности.

Для предупреждения пожара в помещениях здания запрещается:

-- использовать нагревательные электроприборы для отопления помещений;

--приготовление и разогрев пищи вне специально отведённых мест, согласованных с Государственной противопожарной службой;

--использовать электрические приборы, потребляемая мощность которых превышает допустимую мощность электросети;

-- оставлять без присмотра любые приборы и устройства, находящиеся под напряжением;

-- подключать электроприборы без стандартных штепсельных разъемов;

--использовать неисправные электрические выключатели, розетки, штепсельные вилки с разбитыми корпусами, обгоревшими и контактами;

-- искрящиеся и нагревающиеся в местах контакта соединения;

-- светильниками без колпаков;

-- производить монтаж электросетей без соблюдения требований "Правил устройства электроустановок";

-- использовать для защиты электросети некалиброванные плавкие вставки или автоматические выключатели, ток срабатывания которых превышает максимально допустимое значение для электросети.



Вывод

В данной работе передо мной стояла задача разработать цифровой измерительный прибор с функциями индукционного расходомера и вольтметра постоянного напряжения. В ходе работы я разработал функциональную и структурную схему прибора, а также его внешний вид. Для этого мне потребовались знания полученные на предмете «Конструирование, производство и эксплуатация СВТ», такие как знания о структурной, функциональной и принципиальной схеме и правила построения этих схем, для выбора микросхем потребовались знания элементной базы комплекта КР580 полученные на дисциплине микропроцессоры и микропроцессорная техника. Также понадобились навыки работы в графических и текстовых редакторах, навыки поиска и обработки информации.

Размещено на Allbest.ru