COM ポートによる ADC 操作、シンプルなデータ収集システム。スキーム、説明

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COM ポートを使用した ADC 動作、シンプルなデータ収集システム。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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記事へのコメント

この記事は主に初心者を対象としています。データ収集システムの作成やアナログ信号のコンピュータへの入力、処理などを自分でやってみようと思った方へ。これについてはこの記事で説明しますが、すべてを自分たちで行うようにします。

一般に、このトピックについてはインターネットや文献にかなりの情報があります...特に Visual Basic 言語を使用している場合はそうです。したがって、私はこのギャップを少なくとも部分的に埋めるように努めます。

それでは、始めましょう…

目的が何であれ、まず実際のアナログ - デジタルコンバーター (ADC) を購入する必要があります。また、Visual Basic 6.0 開発環境をコンピュータにインストールします。また、この開発環境を簡単に操作できる必要もあります...理由は... この記事は、読者が Visual Basic のプログラミングに関する少なくとも基本的な知識を持っていることを保証するように設計されています。文献 [1]、[3] も読むことをお勧めします。

ADC として TLC549IP を購入することをお勧めします。これは、シンプルな通信プロトコルを備えた 8 ビットシリアル ADC です。これについてはこの記事で説明します。もちろん、回路とコードを適切に変更すれば、他の ADC を使用することもできます。詳細については、[1] を参照してください。

ADC を見つけたら、データ収集システムのハードウェア、つまり図に示す回路を組み立てる必要があります。 1.

（クリックして拡大）

このスキームは [1] から借用したもので、若干の変更が加えられています。ダイオード VD1、VD2、VD6 - KD521、安定化電圧 3 ～ 5 V 用の任意のツェナーダイオード。78L05 の代わりに、KREN5A を使用できます。許容誤差 1% の抵抗 R2、R1、または最も近い抵抗値を持つ複数の中から選択します。測定の精度はそれらに依存します。抵抗Ｒ３は多巻きであることが好ましい。

調整: ボードに電力を供給して、DA1 スタビライザーの Out ピンの電圧を測定します。結果の電圧値を小数点以下 3 桁で書き留めます。後で必要になります。 DD1 マイクロ回路のピン 1 では、抵抗 R3 を使用して、Out ピンで測定されたスタビライザーのちょうど半分に等しい電圧を設定します。

それでは、実際のソフトウェア部分に移りましょう。一般的には、最初はRS-232、I2C、Micro Wareなどの通信インターフェースを使用します。不適切だと思うので、プログラムコードがわずかに複雑になると、ハードウェアがさらに複雑になる可能性があります。したがって、「データシート」から取得した最も単純な交換プロトコルを ADC に使用します。つまり、実装が簡単です。もちろん、このようなプロトコルでは高速化はできません。この場合、Visual Basic 自体による制限がありますが、最小限の時間と労力で最初の結果を取得したり、比較的ゆっくりと変化するプロセスを測定したりするには、とても適しています。 TLC549IP ADC の通信プロトコルを図に示します。 2.

（クリックして拡大）

シングルステートの間、実際の変換は A/D コンバータの CS (チップセレクト) ピンで発生します。データ出力は、クロックパルスの出現を伴う Low CS レベルで始まり、各パルスに 8 ビットが付きます。 8 ビットコードを生成するには、1 つのクロックパルスが必要です。その後、CS を単一の状態に転送し、次の変換を実行できます。 ADC の動作の詳細については、[XNUMX] を参照してください。

これらすべてから、必要なパルスのシーケンスを適切なタイミングで生成するドライバープログラムを作成する必要があり、その後はデータを受信するだけであると結論付けることができます。

Visual Basic 開発環境を開始し、標準 EXE プロジェクトを作成します。 MSComm コントロールを追加します。次のようにコンポーネントパネルに追加できます。 プロジェクト --> コンポーネント -->リストから選択Microsoft 通信 6.0を制御する。 2 つのラベルと 2 つのタイマーとともにフォーム上に配置します。名前はデフォルトのままにします。

これで、単純な電圧計のコードを書き始めることができます。

変数を設定しよう: Dim b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7、b8、sum、Ud As Single

フォームの読み込み手順に次のコードを配置します。

Private Sub Form_Load（）

MSComm1.DTEnable = True '初期値 - 高 CS レベル

Timer1.Interval = 100 ' タイマー間隔 1ms

Timer2.Interval = 1 ' タイマー間隔 100ms

MSComm1.Settings = "1200,N,8,1" ' データ転送設定

MSComm1.CommPort = 1 ' COM ポート番号

MSComm1.PortOpen = True ' COM ポートを開く

End Subの

手続き中 Timer1 にコードを追加します。

プライベートサブ Timer1_Timer()

MSComm1.DTREnable = False '低 CS を作成

Label2.Caption = "" '初期遅延のゴミ

MSComm1.RTSEnable = True '最初のクロックパルスクロックハイ

If MSComm1.CDHolding = True then b1 = 1 Else b1 = 0 'CD 入力 (ADC 出力) で XNUMX または XNUMX の値をポーリングします

MSComm1.RTSEnable = False '最初のクロックパルスクロックロー

MSComm1.RTSEnable = True

MSComm1.CDHolding = True の場合、b2 = 1、そうでない場合、b2 = 0

MSComm1.RTSEnable = False

MSComm1.RTSEnable = True

MSComm1.CDHolding = True の場合、b3 = 1、そうでない場合、b3 = 0

MSComm1.RTSEnable = False

MSComm1.RTSEnable = True

MSComm1.CDHolding = True の場合、b4 = 1、そうでない場合、b4 = 0

MSComm1.RTSEnable = False

MSComm1.RTSEnable = True

MSComm1.CDHolding = True の場合、b5 = 1、そうでない場合、b5 = 0

MSComm1.RTSEnable = False

MSComm1.RTSEnable = True

MSComm1.CDHolding = True の場合、b6 = 1、そうでない場合、b6 = 0

MSComm1.RTSEnable = False

MSComm1.RTSEnable = True

MSComm1.CDHolding = True の場合、b7 = 1、そうでない場合、b7 = 0

MSComm1.RTSEnable = False

MSComm1.RTSEnable = True

MSComm1.CDHolding = True の場合、b8 = 1、そうでない場合、b8 = 0

MSComm1.DTREnable = True '高い CS を作成

MSComm1.RTSEnable = False '最初のクロックパルスクロックロー

'展開式を使用してビットをXNUMX進形式に変換します

合計 = (b1 * 2^7) + (b2 * 2^6) + (b3 * 2^5) + (b4 * 2^4) + (b5 * 2^3) + (b6 * 2^2) + (b7 * 2^1) + (b8 * 2^0)

Ud = Format(sum * 5.083 / 255, "##0.000") '比例値を計算します

Label1.Caption = CStr(Ud) & "Volt" '結果の値を表示します

End Subの

Timer1 のコードは実際のドライバーです。これは周期的に繰り返され、クロックパルスを生成し、データビットを受信します。 Ud は ADC 入力の電圧です。10 個の 12 ビット ADC を使用する場合、数値 225 はそれぞれ 1024、4096 に置き換えられます。10 個の 12 ビット ADC の場合は、欠落しているビットをコードに追加する必要があります、「データシート」に従ってください。値 5.083 は、スタビライザーの出力出力で得られた電圧値です。ここに値を入力します。

ボードに電力を供給するには、別の電源を使用することも、COM ポートから直接電力を供給することもできます。これを行うには、Timer2 プロシージャに次のコードを配置します。

プライベートサブ Timer2_Timer()

MSComm1.Output = Chr(0) & Chr(0) ' TX ピン (3) にパルスを作成して ADC ボードに電力を供給します

End Subの

COM ポートに大きな負荷をかけることはできないことに注意してください。期待できる最大値は 20 mA です。動作モードでは、回路は 5 mA 以下の電流を消費します。

次に、ボードを COM ポートに接続し、プロジェクトを実行します。 DA1 スタビライザーの IN ピンの電圧を測定すると、6.5 V 以上である必要があります。そうでない場合は、別の電源を使用してください。 ADC 入力の電圧を変更することで、プログラムが動作し、画面に電圧が表示されることを確認します。 8 ビット ADC を使用する場合の電圧読み取り精度は 20 mV、10 ビット ADC を使用する場合は 5 mV、12 ～ 1.2 mV です。

Visual Basic での作業と、com ポートを使用して作成されたアプリケーションについて少し説明します。

おそらくすでに理解していると思いますが、COM ポートを使用するにはコンポーネントが必要です。Microsoft 通信管理つまり、MSCOMM32.ocx ファイルは、Visual Basic をインストールした後、C:\Windows\system32 ディレクトリに配置されます。これが言いたいのは、インストーラーを作成せずにプログラムを Visual Basic がインストールされていない別のコンピューターにコピーすると、そのプログラムは動作しないということです。このファイルをコンピュータ上と同じディレクトリにコピーする必要もあります。システム32で。またはインストーラーを作成します。

ここでいくつかのコマンドについて：

データ交換レートを設定するコマンド:

MSComm1.Settings = "1200,N,8,1"

COMポート番号を指定するコマンド

MSComm1.CommPort = 1

COMポートを開閉するコマンド

MSComm1.PortOpen = True

MSComm1.PortOpen = False

+12V を COM コネクタの対応するピンに出力するコマンド:

MSComm1.RTSEnable = True RTS (7) - ピン名とピン番号

MSComm1.DTREnable = True DTR(4)

-12Vを出力するコマンド

MSComm1.RTSEnable = False

MSComm1.DTEnable = False

ピン CD (1)、CTS (8)、DSR (6) をポーリングして、シングルまたはゼロ状態の存在を確認できます。

If MSComm1.CDHolding = True Then (if one then…)

If MSComm1.CDHolding = False Then (ゼロの場合…)

文字または文字列の ASCII コードを Tx (3) 出力に送信します。

MSComm1.Output = "A"

番号

MSComm1.Output = Chr(10) 数値は 0 ～ 255 の範囲で変更できます

このようなコマンドをタイマーに記述し、数字や記号を変更することで、PWM 変調を作成できます。コマンドの詳細については、コントロールの説明をダウンロードしてご覧ください。 Microsoft 通信管理.

このコードを使用すると、データを収集するためのいくつかのプログラムを作成できます。例: 電圧計、電流計、温度計、シンプルなオシロスコープ、データをファイルに保存。測定は 1 ミリ秒ごとに XNUMX 回、または XNUMX 時間ごとおよび XNUMX 日ごとに XNUMX 回実行できるため、長期的なプロセスを監視できます。

交流電圧 (0 を通過) を処理し、測定限界を拡張するには、入力アンプが必要です。その回路は [1] から引用できます。主電源電圧で動作する場合、またはネットワークから電気的に絶縁されていないデバイスを使用するには、回路をコンピュータから光絶縁する必要があります。

COMポートによるADC動作、シンプルなデータ取得システム

サンプルプログラムのソースコードをダウンロード (8 kB)

文学

Gell P. パーソナルコンピュータを測定複合体に変える方法: Transl。フロリダから- 第 2 版、改訂版。 - M.: DMK Press、2001. - 144 p.: 病気。
P. PC と外部デバイスのインターフェース: Transl. 英語から- M.: DMK Press、2001 - 320 pp.: 病気。
Visual Basic 6.0: トランス。英語から- サンクトペテルブルク: BHV - サンクトペテルブルク、2000。 - 992 ページ: 病気。

著者: =ShooRooP=, evei [犬] mail.ru; 出版物: cxem.net

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