В.Г. Чернов Устройства ввода-вывода аналоговой информации для цифровых систем сбора и обработки данных. - М.: Машиностроение, 1988.- 184 с, ил.




Рассмотрен комплекс вопросов, связанных с организацией ввода-вывода аналоговой информации в ЭВМ. Изложены различные варианты структур систем аналого-цифрового ввода-вывода информации, а также характеристики и конструкции элементов, входящих в состав этих систем. Материал основан на анализе отечественного опыта, а также разработок ведущих зарубежных производителей аналого-цифровой техники. Для инженерно-технических работников, занимающихся разработкой и применением цифровых информационных и управляющих систем.
При разработке и проектировании систем автоматического управления и контроля, содержащих ЭВМ, непосредственная связь вычислительных машин с автоматизируемым процессом предполагает понимание методов разработки соответствующих аппаратно-технических средств.

До настоящего времени результаты и навыки, полученные в многочисленных случаях практического использования аналого-цифровых систем ввода-вывода аналоговых данных, сведены как эмпирические факты в некоторый комплекс знаний. Попыток систематизировать и упорядочить этот материал по единой методике почти не предпринималось. Кроме того, в последнее время появилось много новых идей и решений, которые ранее не рассматривались.

Книга ставит своей целью изложение основных идей, касающихся построения аналого-цифровых систем ввода-вывода информации и в основном ориентирована на практику.

Весь материал книги делится на два раздела: в первом рассмотрены элементы, а во втором — собственно аналого-цифровые системы ввода-вывода.

Гл. 1 - вводная и содержит первоначальный материал, относящийся к различным системам, использующим ЭВМ, здесь же рассматриваются и общие структуры систем ввода-вывода аналоговой информации.
Такое построение материала готовит логический переход к гл. 2 и 3, в которых рассматривается элементная база этих систем.

Гл. 2 и 3 составляют основу первого раздела, относительно самостоятельные и могут изучаться параллельно с гл. 4, 5, 6.

Эти главы составляют второй раздел книги. Приведенные во втором разделе рисунки и описания даны в упрощенном виде и могут не совпадать с материалами первоисточников по форме. В данном случае автор стремился передать лишь основные идеи построения конкретных устройств.

При подготовке материала книги автор ставил перед собой задачу рассмотреть наиболее перспективные решения. Как это ему удалось, очевидно, судить читателю.

Книга адресована в первую очередь специалистам в области автоматизации, всем тем, кто учится или занимается практической инженерной деятельностью и желает ознакомиться с управляющей вычислительной техникой, ее методами и задачами. Это позволит в последующем пользоваться более подробной литературой по специальным вопросам данной области.

Данная книга предполагает наличие у читателя основных знаний по мате матике, технической кибернетике и электронной обработке данных в том объеме, в котором они изучаются в вузах.
В заключение автору хотелось бы надеяться, что книга окажется полезной и найдет своего читателя. Наиболее значительным событием последних лет в области цифровой электроники является разработка микропроцессоров на больших интегральных схемах. Объединение микропроцессора с памятью и устройствами ввода-вывода позволяет получить микроЭВМ, стоимость которой сопоставима со стоимостью устройств с жесткой логикой, а области применения значительно шире.

В настоящее время наметились две основные области использования микропроцессоров и систем на их основе. Одна из них традиционная область вычислительной техники, где на базе микропроцессоров строятся микро-и мини-ЭВМ.

Другая область использования микропроцессоров связана с заменой специализированных электронных устройств с "жесткой логикой" микропроцессорными устройствами, функциональные возможности которых определяются заложенными в них программами, последние могут изменяться по мере необходимости.

Указанная область весьма широка и включает в себя контроллеры внешних и терминальных устройств ЭВМ, устройства управления цифровыми измерительными приборами, автоматизированные системы управления технологическими прцессами и т.д. Очевидно, что в зависимости от области применения микропроцессоры должны доукомплектовываться определенным набором вспомогательных элементов, необходимых для выполнения задач. Причем характер используемых вспомогательных элементов также зависит от этих задач. Так, при использовании микропроцессоров для управления внешними и терминальными устройствами ЭВМ сохраняется полностью цифровой характер устройства и сами вспомогательные элементы являются цифровыми.
Совершенно иначе обстоит дело при использовании микропроцессоров в системах управления технологическими процессами. Главной особенностью здесь является аналоговый характер самих процессов или сигналов, используемых для представления тех или иных параметров, знание которых является необходимым для управления.

Далее, управляющие воздействия для изменения хода процесса, за исключением случаев непосредственного использования дискретных сигналов управления, также должны иметь аналоговый характер.
Таким образом, возникает необходимость в разработке специальных устройств, обеспечивающих взаимодействие цифрового устройства — микропроцессора — с "реальным" аналоговым миром. Эти устройства должны обеспечить преобразование поступающей аналоговой информации в цифровую форму с последующим вводом в микропроцессор, преобразование цифровых управляющих сигналов в аналоговую форму для воздействия на аналоговые исполнительные механизмы.

Эти функции выполняют специальные устройства, получившие название интерфейсных устройств ввода-вывода аналоговой информации. Иногда используют более короткое название — аналоговые интерфейсы ввода-вывода.
В настоящее время разработка и производство интерфейсных устройств ввода-вывода аналоговой информации представляют бурно развивающуюся ветвь цифровой микроэлектроники. Это объясняется не только все возрастающими потребностями промышленного производства, но и чрезвычайно широким внедрением микропроцессоров в исследовательскую практику, где указанные интерфейсные устройства приобретают большое значение.

Предлагаемая работа представляет попытку обобщения и систематизации опыта разработки и изготовления интерфейсных устройств ввода-вывода аналоговой информации на основе отечественного и зарубежного опыта.