Структурное проектирование

В данном устройстве необходимо применять цифровую обработку информации. Перечислим и обоснуем выбор составляющих элементов:

Микропроцессор - для обработки цифровой информации.

Требования:

Желательно иметь восьмиразрядный, что позволит иметь 256 градаций оцифрованного сигнала. При максимальном значении амплитуды аналогового сигнала 5 В даст неточность преобразования 0,02 В. Уменьшение разрядной сетки приведёт к излишнему усложнению устройства, а увеличение к неоправданному удорожанию.

На рабочую частоту нет каких либо жестких ограничений, все существующие микропроцессоры стравятся с поставленной задачей.

Память программ - Возможно использование ROM, EPROM, EEPROM, FLASH. Применение ROM оправданно будет лишь при серийном массовом выпуске. Для устройства желательно иметь память типа EEPROM, FLASH, что бы иметь возможность перепрограммировать (усовершенствовать) устройство.

Требования:

Ориентировочная величина памяти 1 Кб, эта величина будет определена после написания программы управления

Память данных - для записи и обработки ВАХ. Для решения данной задачи вполне хватает памяти регистров общего назначения. Установка дополнительной памяти не имеет смысла

Генератор - для тактирования и синхронизации устройства. Будет применяться кварцевый, так как он имеет слабую зависимость от температуры, питания и т.д., работает на высоких частотах, дешевый.

ЦАП - для снятия ВАХ

Требования

Восьмиразрядный ( как будет показано далее нам необходимо иметь 64 градации напряжения, так как более точное измерение не будет отображаться на ЖКД, а меньшее приведёт к аппаратным погрешностям, округляя до стандартного в большую сторону получаем 8 разрядов).

Возможна альтернатива - использование широтно-импульной модуляции. При данной замене необходимо включение в цепь интегрирующего устройства

АЦП - для снятия ВАХ

Требования

Восьмиразрядный

Аналоговым сигналом преобразования является ток, либо применение устройств для конвертирования сигнала ток-напряжение

Устройства ввода-вывода

Ввода:

Кнопка - для подачи сигнала снятия характеристик

Регулировка уровня аналогового сигнала

Вывода:

Устройство отображения информации. Наиболее оправдано будет применение графических ЖКИ, так как они имеют малые габариты, низкое питание и токопотребление, не требуют динамического обновления данных, удобны в управлении, дешевы. При выборе ищется компромисс между кол-вом отображаемых пикселей и стоимостью.

При выборе элементной базы, на которой будет строиться устройство, не маловажным параметром является: низкая стоимость ключевых узлов и их распространенность, возможность модификации (возможности аппаратных средств использованы не до предела, а так же можно перепрограммировать)

Наиболее дешевым решением будет строить устройство на микроконтроллере, который своём составе уже имел бы микропроцессор, память, ЦАП, генератор. Его цена в простейшей комбинации составляет примерно 50 руб. В то время как если создавать систему на микропроцессоре, то минимальная стоимость процессора, памяти и ЦАП составляет примерно 200 руб. Тем более микроконтроллер несёт в себе большие возможности по модификации схемы.

Другие стьтьи в тему

Разработка алгоритмов работы и оценка информационных характеристик системы передачи информации
Как известно, все процессы, которые происходят в окружающем мире, в том числе и на производстве, связаны с информацией - её получением, обработкой, хранением, передачей и отображением. В дисциплине «информационные основы электронной техники» понятие «информация» является одной из осно ...

Разработка системы подводного гидроакустического позиционирования нефтедобывающего комплекса
В последние годы большим спросом стали пользоваться подводные работы с использованием систем подводного гидроакустического позиционирования (ГСП). Данные системы широко применяются при поиске углеводородов, находящихся на морском дне, укладке подводных трубопроводов, обследовании под ...