4. Внешние устройства связи эвм с объектом

Устройства связи ЭВМ с объектом управления служат для ввода в машину информации, поступающей от первичных преобразователей, установленных на контролируемом объекте, и выводе из машины информации, предназначенной для автоматического управления объектом. В соответствии с назначением устройства связи с объектом подразделяются на две группы: устройства ввода информации от объекта управления, осуществляющие сбор информации от первичных преобразователей, и устройства воздействия на регуляторы и исполнительные механизмы.

Как правило, контролируемые параметры управляемых объектов являются непрерывными величинами, а ЭВМ имеет дело с числами и может воспринимать изменение параметров в виде их дискретных значений. Следовательно, на входе и выходе ЭВМ должны использоваться устройства, преобразующие в первом случае непрерывные данные в цифровые величины, а во втором – цифровые величины в непрерывные управляющие сигналы.

Наибольшее распространение получили преобразующие устройства перехода от напряжения к эквивалентным двоичным числам и устройства, осуществляющие обратные преобразования, называемые аналого-цифровыми и цифроаналоговыми преобразователями соответственно.

Стандартный аналого-цифровой преобразователь (рис. 156) преобразует аналоговые сигналы (0 ... 5 В или 0 ... 10 В) в цифровой восьми- или десятиразрядный код. В исходном состоянии генератор 1 пилообразного напряжения и генератор 3 импульсов не работают, а счетчик 4 импульсов «очищен». При подаче пускового сигнала на вход генератор 1 вырабатывает напряжение пилообразной формы (прямолинейное возрастание напряжения от нуля до определенного уровня и затем мгновенный сброс до нуля) и подает его на схему сравнения 2. До тех пор пока напряжение «пилы» не сравнится с напряжением импульсов от генератора 3, импульсы поступают в счетчик 4, который считывает их и преобразует в двоичный код. Как только разность напряжения «пилы» и измеряемого напряжения станет равной нулю, схема сравнения вырабатывает импульс, выключающий генератор импульсов 3. Число импульсов, выработанных генератором импульсов до отключения, пропорционально измеряемому входному сигналу.

Рис. 156. Структурная схема аналого-цифрового преобразователя

Входным сигналом могут служить усиленные сигналы термоэлектрических преобразователей, с помощью которых измеряются технологические параметры (температура, давление) и т. д.

Преобразование кода в аналоговую величину выполняется суммированием аналоговых величин. Эти устройства подразделяются на два типа. В первом случае исходное число сначала преобразуют в число-импульсный код, т. е. в соответствующее число импульсов. Каждому из этих импульсов соответствует постоянное единичное приращение аналоговой величины. Все приращения суммируются, в результате чего на выходе получается аналоговая величина – эквивалент исходного кода.

Во втором случае для каждого разряда преобразуемого кода подбираются эталонные значения аналоговой величины, соответствующие «весу» данного разряда. В процессе преобразования суммируются эталоны для таких разрядов кода, в которых стоит единица. Те же разряды, которые соответствуют разрядам кода с нулевым значением, в суммировании не участвуют.

Контрольные вопросы и задания

1. Назовите основные типы внешних устройств ЭВМ и дайте им общую характеристику.

2. Назовите магнитные носители информации, используемые во внешних запоминающих устройствах.

3. Каковы особенности конструкции накопителя на магнитных лентах?

4. Каковы особенности конструкции накопителя на магнитных дисках?

5. Каковы особенности конструкции накопителей на магнитных картах?

6. Каковы особенности конструкции печатающих устройств ударного типа?

7. Опишите принцип действия построчных печатающих устройств.

8. Укажите основные типы графопостроителей.

9. Какие преобразователи применяют для связи ЭВМ – объект?

10. Каков принцип преобразования напряжения в машинный код?