АННОТАЦИЯ
Дипломная работа посвящена разработке аппаратной и программной частей комплекса сбора и обработки информации, принятой от удаленных датчиков и обработанной персональным компьютером типа IBM PC.
В пояснительной записке содержится 5 разделов.
Раздел 1 содержит сравнительный анализ трех возможных вариантов решения задачи сопряжения нестандартных аналоговых устройств (импульсных датчиков) с персональным компьютером (сопряжение через системную шину ISA, через параллельный интерфейс Centronics и через последовательный интерфейс RS-232C). Также в этом разделе содержится информация об использовании последовательных интерфейсов при сборе данных с удаленных устройств. Подробно рассмотрены вопросы передачи информации по интерфейсу RS-232C. А также кратко рассмотрены вопросы, касающиеся помехоустойчивости в длинных линиях.
Раздел 2 посвящен разработке функциональной схемы устройства сопряжения, ориентированного на сопряжение с последовательным интерфейсом RS-232C. В нем сформулированы функциональные требования, предъявляемые УС и приведены расчеты параметров функциональных элементов схемы.
В разделе 3 рассматриваются вопросы, связанные с разработкой и описанием принципиальной схемы. Разбираются и объясняются вопросы функционирования УС в целом, а также объясняется функционирование и отдельных функциональных элементов схемы УС.
Раздел 4 посвящен разработке программного обеспечения комплекса. В нем сформулированы общие требования к ПО комплекса, объясняется алгоритм функционирования как программы в целом, так и отдельных программных модулей. Также в этом разделе разрабатывается программная документация, необходимая для изучения и обслуживания программного обеспечения.
Раздел 5 содержит описание программного эмулятора источника информации, необходимой для тестирования ПО и методику проведения испытаний программного обеспечения комплекса.
Раздел 6 посвящен охране труда. В нем проведено исследование опасных и вредных факторов, возникающих при реализации и эксплуатации программного обеспечения, а также проанализированы методы борьбы с ними.
Содержание
Аннотация 2
Введение 5
1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ И ВАРИАНТОВ ПОСТРОЕНИЯ КОМПЛЕКСА. 6
1.1. АНАЛИЗ ВХОДНОГО СИГНАЛА. 6
1.2. ОЦЕНКА АППАРАТНОЙ СЛОЖНОСТИ НА ФУНКЦИОНАЛЬНОМ УРОВНЕ ПО ТРЕМ СХЕМАМ ВКЛЮЧЕНИЯ. 6
1.2.1. Сравнение подключения ус к компьютеру через различные интерфейсы. 7
1.2.1.1. Системная магистраль ISA. 8
1.2.1.2. Интерфейс Centronics. 9
1.2.1.3. Интерфейс RS-232C. 9
1.3. ОЦЕНКА МАКСИМАЛЬНО ВОЗМОЖНОГО КОЛИЧЕСТВА ДАТЧИКОВ ПРИ ПЕРЕДАЧЕ ИНФОРМАЦИИ ПО РАЗНЫМ ИНТЕРФЕЙСАМ. 11
1.3.1. Системная магистраль ISA. 12
1.3.2. Интерфейс Centronics. 12
1.3.3. Последовательный порт RS–232C. 12
1.4. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭВМ ПРИ ПОДКЛЮЧЕНИИ К ISA, RS-232C, СЕNTRONICS. 13
1.4.1. Магистраль ISA. 13
1.4.2. Интерфейс Centrions. 13
1.4.3. Интерфейс RS-232C. 15
1.4.4. Вывод по эффективности использования ЭВМ. 15
1.5. ВЫВОД ПО АНАЛИЗУ ТЗ. 16
1.6. СБОР ДАННЫХ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ ИНТЕРФЕЙСОВ. 17
1.6.1. Общие сведения об интерфейсе RS-232C. 18
1.6.1.1. Квитирование установления связи. 18
1.6.1.2. Асинхронный метод передачи. 19
1.6.1.3. Декодирование последовательных потоков двоичных разрядов и обнаружение ошибок. 21
1.6.1.3.1. Ошибки четности. 21
1.6.1.3.2. Ошибки из-за перезаписи. 22
1.6.1.3.3. Ошибки кадрирования передаваемых данных. 22
1.6.2. Электрические и механические требования стандарта RS-232C. 25
1.6.2.1. Порядок обмена по интерфейсу RS-232C. 25
1.6.3. Линейные формирователи и приемники. 30
1.6.4. Волоконная оптика. 33
1.7. ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ. 34
1.7.1. Учет особенностей линии передачи. 34
1.7.2. Гальваническая развязка. 36
1.7.2.1 МДМ-усилители. 37
1.7.2.2. Оптроны. 37
2. РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ УСТРОЙСТВА СОПРЯЖЕНИЯ. 38
2.1. АНАЛИЗ ТРЕБОВАНИЙ К АППАРАТНОЙ ЧАСТИ УС. 38
2.1.1. Функциональные требования к УС. 38
2.1.2. Функции устройства сопряжения. 38
2.1.3. Варианты построения многоканальных систем. 40
2.2. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ. 42
2.2.1. Расчет тактовой частоты счетчика. 42
2.2.2. Расчет частоты опроса каналов. 42
2.2.3. Расчет разрядности счетчика. 43
2.3. ВЫБОР ПРОТОКОЛА ОБМЕНА ИНФОРМАЦИЕЙ ПО RS-232C. 43
2.3.1. Выбор адресной информации в кадре. 43
2.3.2. Выбор формата кадра. 44
3. ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ. 46
3.1. ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ. 46
3.1.1. Сравнение обобщенных параметров цифровых микросхем 46
3.2. РАСЧЕТ ВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ. 48
3.3. ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ УС. 48
3.3.1. Назначение. 48
3.3.2. Состав 49
3.3.3. Принцип работы по основным и управляющим входам и цепям питания 50
4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ КОМПЛЕКСА. 52
4.1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПО И ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВА И СТРУКТУРЫ ПО. 52
4.1.1. Общие требования к ПО 52
4.1.2. Определение состава и структуры ПО 52
4.2. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ПРОГРАМНЫХ МОДУЛЕЙ. 53
4.2.1. Описание алгоритма программного драйвера 53
4.2.2. Описание алгоритма программы отображения результатов 54
4.3. РАЗРАБОТКА И ОТЛАДКА ПО. 55
4.4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ. 56
4.4.1. Общие требования к оформлению программных документов. 56
4.4.2. Содержание программной документации. 56
5. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ—ЭМУЛЯТОРА ИСТОЧНИКА ИНФОРМАЦИИ И ТЕСТИРОВАНИЕ ПО. 58
6. ОХРАНА ТРУДА. 59
6.1. ИССЛЕДОВАНИЕ ОПАСНЫХ И ВРЕДНЫХ ФАКТОРОВ ПРИ РАБОТЕ С ПЕРСОНАЛЬНЫМ КОМПЬЮТЕРОМ. 59
6.2. МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ОПАСНЫХ И ВРЕДНЫХ ФАКТОРОВ ПРИ РАБОТЕ С ПЕРСОНАЛЬНЫМ КОМПЬЮТЕРОМ 62
ВЫВОДЫ 69
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 70
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. 72
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. 76
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. 78
|