ניתוח, מחקר ועיצוב יישומים של שבב מודד אינטליגנטי

ניתוח, מחקר ועיצוב יישומים של שבב מולטימטר אינטליגנטי

תקציר: מולטימטר אינטליגנטי הוא מכשיר דיגיטלי מתקדם עם מיקרו-מעבד או מחשב מיקרו-שבב יחיד. זהו שילוב של חומרה ותוכנה, והתוכנה קובעת את האינטליגנציה של המכשיר. היתרונות העיקריים שלו הם דיוק גבוה, תפקוד חזק, כיול אוטומטי, מדידה אוטומטית, עיבוד נתונים אוטומטי ופונקציות אחרות, וניתן לחבר אותו למחשב באמצעות ממשק תקן RS-232 או IEEE-488 למימוש אוטומטי פונקציות בדיקה ובקרה בזמן אמת. ניתן להשתמש בו בשטח או במעבדה, וכן ניתן להטמיע אותו במערכת המדידה והבקרה. מושא המחקר של נושא זה הוא שבב המולטימטר החכם הייעודי FS9704, ורכיב הליבה הפנימי שלו הוא Σ-△ADC ברזולוציה גבוהה, המשתף פעולה עם רשתות פונקציונליות אחרות כדי להשלים את פונקציית המדידה. במקביל, ל-FS9704 יש גם ממשק מיקרו-מעבד, אותו ניתן לחבר עם המיקרו-מעבד דרך אפיק הממשק כדי לשלוט בפעולה של FS9704. מערכת היישום FS9704 מורכבת בעיקר מהמודולים הבאים: מודול מדידה, מודול מיקרו-בקר, מודול אחסון, מודול תצוגה, מודול תקשורת, מודול אספקת חשמל. מיקרו-בקר האותות המעורב C8051F020 משמש כיחידת הבקרה למימוש השליטה במודול המדידה, הקריאה והכתיבה של מודול האחסון, התצוגה של מודול התצוגה והתקשורת עם המחשב העליון. מאמר זה מבצע בעיקר את עבודת המחקר הבאה: מצד אחד, החל מההרכב הבסיסי ועקרון העבודה הכללי של המולטימטר האינטליגנטי, נחקר המבנה הפנימי של שבב FS9704 ומנתח את עקרון העבודה שלו. ראשית, מנותחים את המבנה ועקרון העבודה של הממיר האנלוגי לדיגיטלי בתוך FS9704, נדונים מאפייני השידור שלו ומתקבל המתח המקביל למוצא של הממיר האנלוגי לדיגיטלי...