Автоматизация сбора и первичной обработки информации

118 Конкретные функции приборов могут быть выполнены набором программных модулей. Примером многоуровневого программного обеспечения является структура программирования анализатора параметров полупроводниковых приборов НР4145A фирмы Hewlett-Packard. Программное обеспечение основано на управляющей программе-мониторе реального времени и программах- драйверах, управляющих аппаратной частью прибора, графическим дисплеем, лицевой панелью, встроенным магнитным диском. Высший нулевой приоритет имеют задачи информационно-измерительной системы и задачи анализа состояния лицевой панели. На первом следующем уровне находятся задачи печати и графопостроителя, задачи анализа накопленной информации и т.д. На втором уровне выполняются задачи символьно-графического дисплея и "меню". Словом, структура программного обеспечения должна выполнять следующие вычислительные функции, связанные с обработкой и анализом данных: - автоматическую установку пределов измерений; - автоматическое управление процессом уравновешивания в приборах сравнения постоянного и переменного тока; - первичную обработку данных: определение отклонений от номинальных значений, определение моментов приближения к границам, вычисление отношения максимума и минимума, умножение и деление на константы; - статистическую обработку данных: определение средних значений контролируемых величин за определенные интервалы времени, дисперсии и т.д.; - обработку данных по упрощенным алгоритмам: определение контролируемых параметров по измеренным значениям и известным зависимостям, например, определение температуры с учетом нелинейности характеристик термоэлементов и температуры окружающей среды; - обработку данных по алгоритмам, реализующим метод измерения, например определение скоростей движения и значения расхода на основе корреляционных методов или нахождение параметров объекта на основе спектрального анализа сигналов и др. К контроллерным относятся функции непосредственного управления аппаратного обеспечения, в частности функции программ-драйверов. По характеру управления узлами и измерительными схемами различают следующие контроллерные функции управления: - измерительной цепью: управление переключателями каналов (коммутаторами) и переключателями диапазонов, подключение эталонов в процессе калибровки, управление измерительными усилителями. В приборах для измерения неэлектрических величин к таким функциям можно отнести подготовку измерительной цепи, например, в химических анализаторах: управление механическими манипуляторами, дозаторами, гидравлическими схемами, температурным режимом. В большинстве случаев эти функции выполняются программными методами с помощью микропроцессора и портов ввода-вывода; - аналого-цифровым преобразованием, зависящие от типа применяемого АЦП; - cредствами взаимодействия с оператором. К ним относятся функции управления клавиатурой, индикаторами, звуковой сигнализацией и дисплеем; - печатающими устройствами, самописцами, графопостроителями и т.д. Контроллерные функции связаны с техническим и программным обеспечением сопряжения измерительного прибора с номенклатурой внешних устройств. Если рассматривать микроконтроллер как совокупность центрального процессора, ОЗУ, ПЗУ и портов ввода-вывода, то любое управление проводится по схеме микроконтроллер – аппаратно-программный интерфейс (программа-драйвер) – контролируемое устройство. Аппаратно-программный интерфейс реализует алгоритм управления и представляет самостоятельную область рассмотрения аппаратных и программных средств ИМС.