Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

Коммуникации и связь->Реферат
1887 – на запрошення Пастера Мечніков переїхав до Парижа, де організував лабораторію при Пастерівському університеті, якою завідував до самої смерті. ...полностью>>
Коммуникации и связь->Реферат
Народився в селi Іванівка Харківської губернії. Закінчив Харківський університет (1864 р.). Працював у Новоросійському (1867—1868 рр.) та Петербурзько...полностью>>
Коммуникации и связь->Реферат
Теплова обробка спричинює хімічні зміни в продуктах і підвищує засвоюваність їжі. Так, під час теплової обробки тваринні і рослинні білки денатуруютьс...полностью>>
Коммуникации и связь->Курсовая работа
Теория автоматов – это теория, на которой основаны экспериментальные методы исследования в кибернетике. При подходе к теории автоматов, как к части те...полностью>>

Главная > Дипломная работа >Коммуникации и связь

Сохрани ссылку в одной из сетей:

3.1 Разработка функциональной схемы

Функциональная схема представлена в приложении А.

Управляющий модуль устройства РЕТОМ-30КА состоит из следующих функциональных узлов: микроконтроллер, релейный коммутатор, мультиплексор, модуль АЦП, схема защиты от одновременного включения реле, регистр управления диапазонами, регистр управления схемой защиты, регистр управления клавиатурой, запоминающее устройство, буфер, дисплей и гальваническая развязка.

Модуль АЦП применяется для сопряжения цифровых устройств с внешними аналоговыми сигналами.

Аналоговый сигнал сначала проходит через прецизионный операционный усилитель, а затем поступает на микросхему АЦП AD7898AR-3. Кроме того, модуль АЦП содержит следующие составляющие: источник опорного напряжения (микросхема типа REF192GS), компаратор общего назначения (микросхема типа LM311M), батарея (микросхема типа MAX660CSA), преобразователь напряжения (микросхема типа AM1P-0505SH30).

С выхода АЦП сигнал поступает на микросхему ADUM1402BRW, реализующую гальваническую развязку между модулем АЦП и микроконтроллером.

Схема защиты от одновременного включения реле включает в себя две микросхемы 74HC138D, которые являются демультиплексорами, и две микросхемы 74HC14D, представляющие собой инвертирующий триггер Шмидта. Инвертирующий триггер Шмидта усиливает сигнал и увеличивает помехозащищенность. Демультиплексор применяется для перекоммутации одного входного сигнала на несколько выходов, то есть для разделения входных сигналов, приходящих в разные моменты времени, на одну входную линию.

Конвертер RS232 <-> USB предусмотрен для подключения к персональному компьютеру. Блок построен на основе микросхемы FT232BM, которая преобразует поток асинхронных последовательных данных с уровнями 3.3В/5В в поток данных USB.

Микроконтроллером аппаратно поддерживаются интерфейсы SPI, I2C.

I2C – двунаправленная асинхронная шина с последовательной передачей данных и возможностью адресации до 128 устройств. Физически шина содержит две сигнальные линии, одна из которых SCL предназначена для передачи тактового сигнала, вторая SDA для обмена данными. Можно отметить малое количество соединительных линий, высокая скорость обмена, простота аппаратной реализации линии связи.

Взаимодействие микроконтроллера с компонентами управляющего модуля осуществляется через интерфейс SPI (Serial Peripheral Interface) – трехпроводный синхронный с раздельными линиями входных и выходных данных. Он применяется для связи микроконтроллеров с периферийными микросхемами и микросхемами памяти. По сравнению с I2C интерфейс SPI обеспечивает более высокую скорость передачи данных, частота синхронизации может достигать 5 МГц (это зависит от подключаемых устройств). При этом на каждый такт синхронизации одновременно может и передаваться, и приниматься очередной бит данных. В основном варианте использования предполагается, что интерфейс соединяет одно ведущее устройство с одним или несколькими ведомыми устройствами.

В интерфейсе используются 3 обязательных сигнала:

SCK (Serial Clock) – синхросигнал, которым ведущее устройство стробирует каждый бит данных;

MOSI (Master Output Slave Input) – выходные данные ведущего устройства и входные данные ведомого устройства;

MISO (Master Input Slave Output) – входные данные ведущего устройства и выходные данные ведомого устройства.

Кроме того, может использоваться сигнал выбора ведомого устройства SS# (Slave Select, или CS# - Chip Select): ведомое устройство должно реагировать на сигналы интерфейса и генерировать выходные данные на линии MISO только при низком уровне этого сигнала; при высоком уровне выход MISO должен переводиться в высокоимпедансное состояние.

С помощью сигналов SS#, раздельно формируемых ведущим устройством для каждого из ведомых устройств, ведущее устройство может выбирать партнером в транзакции одно из ведомых. При этом получается гибридная топология соединений: по сигналам SCK, MOSI и MISO – топология шинная, по SS# - звездообразная (центр – ведущее устройство).

3.2 Выводы по главе

На основе структурной схемы управляющего модуля разработана функциональная схема. В ней более подробно описаны следующие блоки: модуль АЦП, схема защиты от одновременного включения реле, USB-конвертер и гальваническая развязка. Описан интерфейс SPI, через который происходит взаимодействие микроконтроллера с другими блоками управляющего модуля.

Следующим этапом проектирования является разработка электрической принципиальной схемы на основе функциональной.

4. Принципиальная схема управляющего модуля

4.1 Описание компонентов

Принципиальная схема управляющего модуля представлена в приложении Б.

Основой управляющего модуля устройства РЕТОМ-30КА является микроконтроллер LPC2148FBD64 (микросхема DD5).

Микроконтроллер осуществляет измерение действующих значений входных сигналов, осуществляет вывод информации на дисплей, управляет включением/отключением силовой схемы с помощью симмисторного ключа, а также осуществляет управление всеми процессами и обеспечивает взаимосвязь между компонентами модуля через шину SPI.

LPC2148FBD64 оснащен встроенными дополнительными устройствами, которые выполняют определенные функции под управлением микропроцессорного ядра микроконтроллера. К ним относятся устройства памяти, порты ввода/вывода, таймеры, системные часы и др.

Микросхемы типа ADUM1402BRW реализуют гальваническую развязку. В схеме управляющего модуля использовано 3 микросхемы данного типа (DD1, DD2, DD14).

Микросхемами 74HC138D реализованы дешифраторы (DD16, DD17). Дешифратор преобразует входной двоичный код в номер выходного сигнала (дешифрует код). Количество выходных сигналов (и соответствующих им выходов) дешифратора равно количеству возможных состояний двоичного кода (входного кода), то есть 2n, где n – разрядность двоичного кода.

Активным всегда является только один выход дешифратора, причем номер этого выхода (и соответствующего ему сигнала) однозначно определяется входным кодом.

В данной схеме дешифратор применяется для перекоммутации одного входного сигнала на несколько выходов. То есть в данном случае он выступает в качестве демультиплексора входных сигналов, который позволяет разделить входные сигналы, приходящие в разные моменты времени, на одну входную линию.

Микросхемой ADG408BR реализован мультиплексор (DA7). Мультиплексор предназначен для поочередной передачи на один выход одного из нескольких входных сигналов.

Блок USB построен на основе микросхемы FT232BM (DD15). Данная микросхема преобразует поток асинхронных последовательных данных с уровнями 3.3В/5В в поток данных USB. Это идеальное решение для модернизации устройств с интерфейса RS232 в USB.

Микросхема AT25640AN-10SU-1.8 (DD6) реализует запоминающее устройство EEPROM – программируемое постоянное запоминающее устройство с многократным электрическим стиранием и перезаписью информации.

Для реализации АЦП использованы три микросхемы AD7898AR-3 (DA20, DA22, DA24). АЦП применяется для сопряжения цифровых устройств с внешними аналоговыми сигналами. При этом АЦП преобразует аналоговые сигналы во входные цифровые сигналы, поступающие на цифровые устройства для дальнейшей обработки или хранения.

Микросхемы типа OP113FS (DA8, DA9, DA10) – прецизионные операционные усилители, они обладают высокой стабильностью параметров при изменении температуры и с течением времени.

Микросхемы типа REF192GS (DA15, DA16, DA17) реализуют источник опорного напряжения.

Микросхемы типа PVT422 (DA3, DA4, DA5, DA6) – оптроны.

Микросхемы типа MAX660CSA (DA21, DA23) – батареи.

Микросхемы типа LM311M (DA11, DA12, DA25) – компараторы общего назначения. Компараторы представляют собой прецизионные операционные усилители, которые используются без отрицательной обратной связи. Они предназначены для сравнения двух аналоговых сигналов, подаваемых на инвертирующий и неинвертирующий входы. Результат сравнения обычно выдается в виде стандартных цифровых сигналов.

Микросхемы AM1P-0505SH30 (DA13, DA14, DA18, DA19) необходимы для преобразования постоянного напряжения. На вход этого преобразователя поступает постоянное напряжение одного уровня (4.5...5.5В), а на выходе – постоянное напряжение другого уровня (5В). При этом осуществляется полная гальваническая развязка между входом и выходом с помощью встроенного трансформатора. На входе имеются две емкости: керамический конденсатор для устранения кратковременных пиков тока, возникающих при переключениях транзисторов, и электролитический – для поддержания входного напряжения постоянным при его медленных колебаниях. На выходе также имеется керамический конденсатор. Стабилизированный источник питания вырабатывает два равных выходных напряжения противоположной полярности с малым уровнем пульсаций.

Микросхемы OP4177AR (DA1, DA2) – операционные усилители.

Микросхемы LTV817 (DA27, DA28) – оптопара. Используется для обеспечения гальванической развязки.

Микросхема MAX809-EUR-T (DA26) осуществляет мониторинг системы.

Микросхема IRU1117-33CS (DA29) – дискретные сигналы.

Микросхема LM79L05ACM (DA30) – негативный линейный стабилизатор напряжения.

Микросхемы 74HC4066D (DD3, DD4) – аналоговые коммутаторы. Эти микросхемы, объединяющие в своем составе 4 канала, строятся на базе КМОП-

транзисторов, которые являются ключевыми элементами.

Микросхемы 74HC165D (DD7, DD8) – сдвиговые регистры.

Микросхемы типа 74HC595D (DD9 – DD12) – сдвиговые регистры.

Микросхемы типа 74HCT244D (DD13) – буфер.

Микросхемы типа 74HC14D (DD18, DD19) – инвертирующий триггер Шмидта. Инвертирующий триггер Шмидта наиболее часто используется в качестве порогового устройства с уменьшенной чувствительностью к сигналам помех. Таким образом, инвертирующий триггер Шмидта усиливает сигнал и увеличивает его помехозащищенность.

Термисторы HP-1-4-8M (R94, R95) предназначены для уменьшения сопротивления при увеличении температуры.

Перечень элементов принципиальной схемы представлен в приложении В.

4.2 Выводы по главе

Электрическая принципиальная схема управляющего модуля построена на основе структурной и функциональной схем. В данной главе описаны элементы схемы и их назначение. На основе электрической принципиальной схемы будет разработана печатная плата управляющего модуля.

5. Программная часть

5.1 Общие сведения

5.1.1 Назначение и условия применения программы

Разрабатываемая программа предназначена для управления микроконтроллером. Программа начинает выполняться при включении устройства. Завершение работы управляющей программы происходит при выключении устройства.



Загрузить файл

Похожие страницы:

  1. Автоматический быстродействующий выключатель постоянного тока

    Реферат >> Коммуникации и связь
    ... автоматического выключателя являются его малое собственное время отключения и большая ограничивающая способность дугогасительного устройства ...
  2. Устройство ЛАДА 2110 (ВАЗ 2110)

    Конспект >> Транспорт
    ... цепь питания первичной обмотки катушки зажигания, преобразуя управляющие импульсы датчика в импульсы тока в катушке ... колесными цилиндрами и автоматической регулировкой зазора между колодками и барабаном. Устройство автоматической регулировки зазора ...
  3. Автоматическая автозаправочная станция на 250 заправок в сутки

    Дипломная работа >> Строительство
    ... автоматически замерным устройством ... управляемое поплавковое устройство ... устройства для сбора нефтепродуктов тонкослойного модуля коалесцентного модуля ... осуществляется выключателями, ... проверку ... током ... - технические устройства и первичные средства пожаротушения ...
  4. Основы логических методов построения устройств противоаварийной автоматики подстанций с электродвигателями

    Книга >> Промышленность, производство
    ... управляющего воздействия; автоматический контроль исправности цепи включения выключателя ... первичных параметров в логические переменные – отсутствие тока ... проверки работоспособности с устройством может кратковременно сопрягаться диагностирующий модуль ...
  5. Электрические аппараты (1)

    Учебное пособие >> Физика
    ... действие контактные устройства в контакторах, пускателях, автоматических выключателях; электромагниты ... проводить проверку по ... разомкнуты и ток в управляемой цепи равен ... низкого модуля упругости. ... сопротивлении пропорционально первичному току в контролируемой ...

Хочу больше похожих работ...

Generated in 0.0011470317840576