Цифровая регистрирующая вычислительная система с функцией записи измерительной информации на карту памяти формата SDHC

Цель исследования. Основная идея статьи заключается в разработке цифрового устройства, созданного на отечественных комплектующих и предназначенного для регистрации измерительной информации с функцией записи на карту памяти и передачи ее на персональный компьютер при помощи USB-интерфейса. В статье также рассматриваются задачи, которые необходимо решить.

Методы. Проанализировав возможные альтернативные варианты разработки регистрирующей вычислительной системы, авторы предлагают вариант реализации ее на микроконтроллере, в программном обеспечении которого необходимо предусмотреть следующие функции: реализация информационно обмена по интерфейсу RS-485; реализация обмена по интерфейсу USB 2.0 для передачи накопленной регистрируемой информации на компьютер; реализация записи, чтения и стирания регистрируемой информации на flashнакопителе; реализация счетчика собственного времени с бесперебойной работой при пропадании питающего напряжения.

Результаты. В данной статье разработано цифровое устройство, предназначенное для цифровой регистрации с функцией записи измерительной информации на карту памяти формата SDHC. Работа устройства состоит в обеспечении регистрации информации с сохранением ее в виде файлов на карту памяти формата SDHC. Доступ к регистрируемой информации производится с компьютера через интерфейс USB 2.0 в режиме запоминающего устройства посредством программного драйвера, реализованного в микроконтроллере 1986ВЕ92Т компании Миландр. Инициализация устройства осуществляется с помощью компьютера, через драйвер реализующий аппаратный мост USB-UART по стандарту USB 2.0.

Заключение. Полученные результаты удовлетворяют поставленным цели и задачам. Разработано текстовое описание встроенного программного обеспечения микроконтроллера на языке Си. Кроме того, в статье разработано прикладное программное обеспечение, предназначенное для получения результатов измерения и отправки команд управления на микроконтроллер. Областью применения предлагаемого устройства являются специализированные вычислительные системы, предназначенные для цифровой регистрации информации.

1. Модельно-ориентированное проектирование при разработке встраиваемого программного обеспечения блоков управления в автомобильной промышленности / Е.И. Торопов, А.С. Вашурин, А.В. Тумасов, А.Д. Яржемский // Известия МГТУ МАМИ. 2019. № 3 (41). С. 80-85.

2. Mathematical model of reliability of information processing computer appliances for realtime control systems / A.V. Aab, P.V. Galushin, A.V. Popova, V.A. Terskov // Siberian Journal of Science and Technology. 2020. Vol. 21. № 3. Pp. 296-302.

3. Panarin O., Zacharov I. Monitoring mobile information processing systems // Russian Digital Libraries Journal. 2020. Vol. 23. № 4. Pp. 835-847.

4. Шилдт Герберт. С++: полное руководство: классическое издание: [пер. с англ.]. М.: Диалектика; СПб.: Диалектика, 2020. 796 с.

5. Саммерфилд Марк. Qt. Профессиональное программирование: разработка кроссплатформенных приложений на С++ / пер. с англ. А. Слинкина. СПб., М.: Символ-Плюс, 2018. 560 с.

6. Клеменс Бен. Язык С в XXI веке/ пер. с англ. А. А. Слинкина. М.: ДМК Пресс, 2015. 376 с.

7. Лукьянчиков А.В., Нестеренко А.И. Кросплатформенное программирование доверенных микроконтроллеров 1986ВЕ92 // Современные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций. 2022. № 5. С. 87.

8. Благодаров А.В., Владимиров Л.Л. Программирование микроконтроллеров на основе отечественных микросхем семейства 1986ВЕ9x разработки и производства компании Миландр. М.: Миландр, 2016. 242 с.

9. Васильев А. Е. Встраиваемые системы автоматики и вычислительной техники. Микроконтроллеры. М.: Горячая линия – Телеком, 2018. 590 с.

10. Мотало Р.В., Брагин А.Н. Импортозамещение на рынке электронных компонентов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2023. № 1. С. 27-29.

11. Васенев А.А., Сорокин С.А. Организация внешнего файлового обмена для портативного электронного устройства на базе микроконтроллера // Промышленные АСУ и контроллеры. 2022. № 4. С. 19-26.

12. Кочетков В.В., Зобнин Б.Б. Проблемы и перспективы использования микроконтроллеров в АСУ ТП // Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Серия: Естественные и технические науки. 2019. № 11. С. 81-85.

13. Осолинский А.Р., Кочан О.В. Стенд исследования методических погрешностей системы измерения среднего энергопотребления микроконтроллеров // Вестник Брестского государственного технического университета. Физика, математика, информатика. 2015. № 5 (95). С. 6-10.

14. Железняк О.А. Применение микроконтроллеров для измерения параметров системы электроснабжения воздушных судов // Гагаринские чтения-2017: тезисы докладов. M., 2017. С. 942-943.

15. Новая микросхема приемопередатчика для интерфейса RS-485 компании АО "ПКК Миландр" / Д. Колесников, Е. Сухотерин, В. Богданов, Ю. Павлюк, А. Тучин // Электроника: Наука, технология, бизнес. 2021. № 4 (205). С. 80-87.

16. Тягульская Л.А., Дубинин И.А. Организация двусторонней связи с микроконтроллерами по интерфейсу RS-485 // International Scientific Review. 2016. № 1 (11). С. 34-36.

17. Щербаков А.А. Рекомендации по выбору схемы соединений для сетей на основе RS-485 // Научно-Исследовательский Центр "Science Discovery". 2022. № 11. С. 573-576.

18. Лих В. USB-накопители информации корпоративного и индустриального класса // Электроника: Наука, технология, бизнес. 2022. № 3 (214). С. 110-113.

19. Субботин Н.Ю., Селиванов К.В. Анализ перспектив применения интерфейса USB // Технологии инженерных и информационных систем. 2021. № 4. С. 60-69.

20. Demchenko V.V., Obukhov P.S., Ivliev E.A. Development of a software and hardware solution for monitoring and control of the greenhouse microclimate by RS-485 bus with MODBUS RTU interface // European Journal of Natural History. 2021. № 6. pp. 66-69.