Úloha Ohmetr zadání úlohy

Transkript

1 Úloha Ohmetr zadání úlohy Přednáška 3 - část A3B38MMP kat. měření, ČVUT - FEL, Praha J. Fischer A3B38MMP, 2015, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 1

2 Měření odporu pomocí MKO Sestavte mikroprocesorem AT89C51RC2 řízený přístroj pro měření odporu v rozsahu 0 až 40 kohm. Výsledek se bude opakovaně zobrazovat jako dekadické číslo pomocí sériové linky RS-232 na připojeném počítači ve formě např.: Odpor R = Ohmu. Zařízení se musí chovat jako měřicí přístroj. Výsledná hodnota odporu bude určena z délky impulsu na výstupu integrovaného monostabilního obvodu - MKO Chyby měření odporu musí být menší než 0.5% z rozsahu (tj. absolutní chyba max. 200 Ohmů). Pomocí P1.5 (ve stavu H) se bude indikovat, že výstup MKO reagoval Pomocí P1.6 (ve stavu H) se bude indikovat, že probíhá jedno měření. V režimu měření s průměrováním bude P1.6 ve stavu L po celou dobu jednoho měření ( je možno využít i jiných pinů podle potřeby) A3B38MMP, 2015, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 2

3 Snímací obvod s MKO Převod R- Tx (odpor - doba kyvu Tx) s MKO (Texas Instruments), případně 74HC4538, 74HCT4538 start programově pinem např. P1.4,.. Q na P3.2 funkce- vstupní pin, přerušovací vstup, hradlování čítače T0 T X = ln 2.(R X +R int ).C (demonstrační metoda) P1.4 MKO start 3 4 A1 A2 Q Q 6 +5 V 5 B 10 C e R e /C e 11 T x INT P3.2 A C Q R int 9 R x +5 V P1.5 P1.6 P3.2 čítání vnitřních impulsů čítačem T0 A3B38MMP, 2015, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 3

4 Zadání úlohy Sestavte přístroj pro měření odporu v rozsahu 0 až 40 kohm. Výsledek se bude zobrazovat jako dekadické číslo např.: R = Ohmu. Odpor - určen z délky impulsu na výstupu i MKO Prog. kor. chyby nuly a měřítka, uložení konstant do paměti FLASH procesoru AT89C51RC2. Přístroj po startu programu načte kalibrační konstanty, které byly již dříve uloženy do vnitřní paměti FLASH, a kde zůstanou uloženy i při vypnutém napájení mikropočítače. Zároveň s kalibračními konstantami bude v EEPROM uložen i kontrolní součet a ID autora, aby nedocházelo k načtení neplatných dat, která v paměti zůstanou po předchozí skupině. V případě zjištění neplatných dat přejde přístroj do kalibračního režimu a nepovolí žádné jiné příkazy než Z a K. A3B38MMP, 2015, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 4

5 Funkce. Přístroj po startu programu načte kalibrační konstanty, které byly již dříve uloženy do vnitřní paměti FLASH, a kde zůstanou uloženy i při vypnutém napájení mikropočítače. Zároveň s kalibračními konstantami bude v FLASH uložen i kontrolní součet a ID autora, aby nedocházelo k načtení neplatných dat, která v paměti zůstanou po předchozí skupině. V případě zjištění neplatných dat přejde přístroj do kalibračního režimu a nepovolí žádné jiné příkazy než Z a K. A3B38MMP, 2015, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 5

6 Funkce. Správnost měření a velikost chyby ověřte porovnávacím měřením odporové dekády. V přístroji se bude programově korigovat chyba nuly a měřítka pomocí dvou odměrů v rámci příkazů Z a K. Při běhu programu budou zjištěné kalibrační konstanty uloženy ve vnitřní pracovní paměti typu DATA. Následně bude možno tyto kalibrační konstanty pomocí samostatného příkazu S uložit do vnitřní paměti FLASH procesoru AT89C51RC2. A3B38MMP, 2015, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 6

7 Korekce chyb ohmetru Korekce chyb, působení vnitřního rezistoru R int,(vhodné jej ponechat kvůli vyloučení chyb nelinearitou v počátku) (analogie váhy, korekce nuly - korekce měřítka) určení korekčních (kalibračních) konstant uložení do paměti FLASH AT89C51RC2 odpovídá to funkci reálných přístrojů T x T x0 aditivní a multiplikativní chyba správná přev. char. R x A3B38MMP, 2015, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 7

8 Příkazy část 1 Z (nula) obsluha zkratuje měřený odpor a přístroj provede kalibraci nuly. Na obrazovku se vypíše stav čítače po kalibraci nuly a kalibrační hodnota pro nulu se uloží do paměti RAM (typu DATA) (dobrovolníci vnitřní relé zkrat svorek) Kxxxxx kalibrace, zadá se skutečná hodnota kalibračního odporu, který je připojen k přístroji. Přístroj vypočte a nastaví kalibrační konstanty, které následně také uloží do paměti RAM (typu DATA) L kalibrace s připojeným vnějším odporem Ohmů. Přístroj vypočte a nastaví kalibrační konstanty, které následně také uloží do paměti RAM (typu DATA). Zjednodušení pouze pro skutečné začátačníky po dohodě se cvičícím. Pokud je příkaz C, není nutné implementovat příkaz K. B burst -provede 6 odměrů a zobrazí aktuálních 6 změřených hodnot odporu vedle sebe bez průměrování a odřádkuje a umístí kurzor na začátek řádku a očekává další příkaz. Pokud byl před stiskem klávesy B přístroj v režimu periodického měření (spuštěného příkazem M nebo A), po provedení odměrů příkazem B se do něj přístroj automaticky nevrátí V provádí měření stále (bez průměrování). Zobrazení s přepisováním hodnoty na obrazovce (po vypsání hodnoty se kurzor vrátí na začátek téhož řádku; výpis nové hodnoty přepíše na obrazovce starou hodnotu) A3B38MMP, 2015, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 8

9 Příkazy část 2 "N" provádí opakované měření stále (bez průměrování). Zobrazení nové hodnoty je na novém řádku pod sebou "A stálé měření s průměrováním ze 4 měření. Na obrazovce se zobrazuje hodnota odporu vypočtená jako průměr ze 4 měření.využití aritmetiky Zobrazení jako při příkazu M "S" zapíše kalibrační konstanty uložené v pracovní paměti RAM (typu DATA) do vnitřní paměti FLASH R" načte kalibrační konstanty z paměti FLASH do paměti RAM (typu DATA) a provede kontrolu jejich platnosti C vypíše jméno a příjmení autora A3B38MMP, 2015, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 9

10 Ovládání přístroje Ovládání přístroje a výpis dat prostřednictvím UART na terminálu Program Hyperterminal pod win XP, nebo nebo Bray terminal programm a další A3B38MMP, 2015, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 10

11 Poznámky k AT89C51RC2, resetovací obvod Problém z lab. cvičení: Mikrořadič dlouho resetuje Vysvětlení v resetovacím obvodu se použije buď vnější rezistor ( např. 8k2, 10 k a elektrolytický kondenzátor 22 uf, nebo se využije vnitřní rezistor na čipu AT89C51xxx (ten však má ekvivalentní velikost řádově 100 kohmů) keramický kondnenzátor 68 nf, 100 nf. C= uf, R ext = 10 kohmů dobře C= uf R ext =, působení pouze - vnitřní PULL- UP časová konstanta řádově sekunda po uvolnění tlač. reset ještě 1-2 sekundy trvá, než se rozeběhne procesor. Po tuto dobu je třeba držet tlačítko pero aktivaci BOOT ( signál //PSEN na GND přes rezistor) Aktivace Boot ROM, Reset, tlač. BOOT ( /PSEN = Low), pustit reset, rozeběhnutí procesoru, tlačítko BOOT musí být v aktivním stavu, test?? BOOT, rozeběhnutí programu BOOT loader z BOOT ROM TL. + Ucc 10 M 89C51RC2 8k2 RESET A3B38MMP, 2015, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL 11