CC BY
7РАЗРАБОТКА ВОЛЬТМЕТРА НА БАЗЕ МИКРОПРОЦЕССОРА ДЛЯ
ВСТРАИВАЕМЫХ СИСТЕМ
Мубаракшин Ахтиам Радикович
Студент 1 курса магистратуры кафедры электроники и микроэлектроники ФГБОУ ВО «Магнитогорский Государственный Технический Университет им. Г.И. Носова»,
г. Магнитогорск Гребенщиков Павел Александрович Студент 1 курса магистратуры кафедры электроники и микроэлектроники ФГБОУ ВО «Магнитогорский Государственный Технический Университет им. Г.И. Носова»,
г. Магнитогорск Прохоров Илья Борисович
Студент 1 курса магистратуры кафедры электроники и микроэлектроники ФГБОУ ВО «Магнитогорский Государственный Технический Университет им. Г.И. Носова»,
г. Магнитогорск Ахметдинов Дмитрий Александрович Студент 1 курса магистратуры кафедры электроники и микроэлектроники ФГБОУ ВО «Магнитогорский Государственный Технический Университет им. Г.И. Носова»,
г. Магнитогорск Моисеев Владимир Сергеевич Студент 1 курса магистратуры автоматизированных систем управления ФГБОУ ВО «Магнитогорский Государственный Технический Университет им. Г.И. Носова»,
г. Магнитогорск
DEVELOPMENT OF VOLTMETER BASED ON MICROPROCESSORS FOR
EMBEDDED SYSTEMS
Mubarakshin Akhtiam Radikovich
1 year master student of the Department of electronics and microelectronics FSBEI HE «Nosov
Magnitogorsk State Technical University», Magnitogorsk Grebenshchikov Pavel Aleksandrovich 1 year master student of the Department of electronics and microelectronics FSBEI HE «Nosov
Magnitogorsk State Technical University», Magnitogorsk
Prokhorov Ilya Borisovich
1 year master student of the Department of electronics and microelectronics FSBEI HE «Nosov
Magnitogorsk State Technical University», Magnitogorsk Ahmetdinov Dmitry Aleksandrovich 1 year master student of the Department of electronics and microelectronics FSBEI HE «Nosov
Magnitogorsk State Technical University», Magnitogorsk
Moiseyev Vladimir Sergeevich 1 year master student of the Department of the automated control systems FSBEI HE «Nosov
Magnitogorsk State Technical University», Magnitogorsk
Аннотация
В статье описана разработка вольтметра постоянного тока на базе микропроцессорной системы, предназначенного для встраиваемых систем, представлена принципиальная электрическая схема и алгоритм управляющей программы. Abstract
The article describes the development of a voltmeter DC-based microprocessor system designed for embedded systems, a circuit diagram and a control program algorithm.
Ключевые слова: вольтметр; встраиваемые системы; постоянный ток. Keywords: voltmeter; embedded systems; DC.
В настоящее время практически вся тех- без электроники. Электронные устройства ав-ника, даже самая примитивная, не обходится томатизируют множество процессов, а также
позволяют выводить необходимую пользователю информацию в удобном виде.
Вольтметр предназначен для измерения напряжения в электрической цепи. Его применение во встраиваемых системах (специализированная микропроцессорная система управления, контроля и мониторинга, работающая, будучи встроенной непосредственно в устройство, которым она управляет) необходимо для
и
контроля уровня напряжения на ответственных узлах, а также для вывода значения на индикатор, если таковое необходимо.
В статье будет рассматриваться наиболее распространенная модель вольтметра постоянного тока на базе микропроцессора с диапазоном измерений от 0 до 15 В и точностью 1 %.
Структурная схема такого вольтметра представлена на рисунке 1.
МК СИ
Рисунок 1. Структурная схема вольтметра на базе микропроцессора
Для решения поставленной задачи необходимы: микропроцессор, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), который будет преобразовывать аналогичный сигнал в цифровой и подавать его в микропроцессор, также понадобятся индикаторы для отображения сигнала в цифровой форме.
Ввиду того, что подаваемое напряжение на аналого-цифровое устройство ограниченно (для большинства АЦП имеют диапазон входных напряжений от 0 до 10 В), то напрямую подать 15 В не получится, поэтому потребуется делитель напряжения (ДН), которое будет являться устройством согласования для сопряжения с АЦП. Электрический сигнал напряжения на АЦП будет сравниваться с эталонным напряжением и АЦП выдаст аналоговый сиг-
нал в цифровой форме, которая будет пропорциональна измеряемому напряжению. Микроконтроллер (МК) является устройством, в которое АЦП будет передавать свои данные, где они обрабатываются и преобразовываются и далее поступают на семисегментные индикаторы (СИ), которые будут отображать эти данные.
Был выбран микроконтроллер АТте№а16-16ри с тактовой частотой 16 МГц [1]. Данный МК выбран из-за своего соотношения цена-качество, доступности, надежности и возможности для расширения функционала устройства. Этот микроконтроллер имеет в своем составе АЦП, что упрощает задачу.
Была разработана принципиальная электрическая схема устройства, представленная на рисунке 2.
CC56-12GWA
и о о о
—ЕШ-
-ТМ2Т--ТМз1—
-ша—
шжн^
+5У
РВ0 РВ1 РВ2 РВ3 РВ4 РВ5 РВ6 РВ7
КБ8БТ
Усе
GND
ХТАЬ2
ХТАЬ1
PD0
PD1
PD2
PD3
PD4
PD5
PD6
А т
№ 6
Р
и
(РАО)АОСО РА1 РА2 РАЗ РА4 РА5 РА6 РА7 АШБ GND АУсс РС7 РС6 РС5 РС4 РСЗ РС2 РС1 РСО PD7
т
Я2
X -1
Ит
УD1
а
+5У
Рисунок 2. Принципиальная электрическая схема вольтметра на МК ATmega16-16pu
7
5
4
3
2
8
6
12
9
Для защиты входа микроконтроллера от В качестве источника опорного напряже-
превышения напряжения по входу установлен ния для АЦП можно использовать внутренний
стабилитрон VD1 на 5,1 В. источник и внешний. Напряжение внутреннего
Для измерения напряжения выделен вход источника (2,8 В) не рекомендуется использо-
АЦП - PA0. На вход можно подать максимум 5 вать, по причине низкой стабильности, по-
В, поэтому установлен делитель напряжения, этому было решено использовать внешний ис-
состоящий из резисторов R1=2 кОм и Я2=1 точник опорного напряжения, который под-
кОм. ключается к ножке АУ^.
4-х разрядный семисегментный индикатор Для реализации измерения напряжения и
CC56-12GWA с общим катодом подключается вывода его на индикатор был составлен алго-
к МК через резисторы R3-R14 номиналом 140 ритм управляющей программы, блок-схема ко-
Ом, которые нужны для ограничения тока. торого представлена на рисунке 3.
Цп - входное напряжение, прикладываемое к резистивному делителю, в рассматриваемом случае, максимальное измеряемое напряжение - 15 В.
Рисунок 3. Блок-схема алгоритма управляющей программы
Первые два разряда семисегментного индикатора показывают десятки и единицы вольт, а следующие два - десятые и сотые доли. Это позволяет добиться отображения сигнала с 1% погрешности (0,15 В).
Разработанное устройство является простым цифровым вольтметром постоянного тока на базе микропроцессорной системы. Оно может найти свое применение во многих системах, начиная от контроля напряжения бортовой сети автомобиля и заканчивая отдельными узлами комплексных автоматизированных производств.
Список литературы:
1. 8-bit Atmel with 16Kbytes in-system programmable flash [Текст]: datasheet / Atmel. -Rev. 2466T. - San Jose: Atmel Corporation, 2010. - 357 с.
2. Панов, А.Н. Электронные промышленные устройства [Текст] : лабораторный практикум / Лукъянов С.И., Сидельникова Е.И., Васильев А.Е. - Магнитогорск: МГТУ, 2004 г. - 104 с.
РАСПАРАЛЛЕЛИВАНИЕ МНОГОЗАДАЧНОСТИ СТАНДАРТНЫМИ
СРЕДСТВАМИ АВАР
Зарипова Лилия Разатовна
Аспирант
Сургутский Государственный Университет
г. Сургут
Бушмелева Кия Иннокентьевна
профессор, доктор технических наук Сургутский Государственный Университет
г. Сургут
Ладыгин Никита Иванович
Аспирант
Сургутский Государственный Университет
г. Сургут
PARALLELIZATION OF MULTITASKING THROUGH STANDARD ABAP MEANS
Zaripova Liliya Razatovna
Postgraduate student Surgut State University, Surgut Bushmeleva Kiya Innokentevna Doctor of technical sciences Surgut State University, Surgut Ladigin Nikita Ivanovich Postgraduate student Surgut State University, Surgut
Аннотация
Цель: Разработать программу для распараллеливания задач стандартными средствами АВАР.
Метод: Эмпирическое исследование.
Результат: Получили расчет распараллеливания задач.
Выводы: Эффективность распараллеливания наблюдается при большом значении количества членов ряда. Для каждой подзадачи инициализируется вызов функционального модуля, а для него, выделяется отдельный рабочий процесс. В этом случае требуется использовать ресурсы рационально, чтобы не нагрузить систему. Abstract
Background: To elaborate a program for parallelization of tasks through standard ABAP means
Method: An empirical research.
Result: Got an calculation for tasks parallelization.
Conclusions: The efficiency of not parallel tasks performance is observed at great value of row figures quantity. For each subtask the call of the functional module is initialized, and separate working
