Аппаратное обеспечение комплекса

Печатная плата состоит из микроконтроллера AT90S8535, который был выбран в связи с тем, имеет необходимый набор периферийных устройств, относительно прост в программировании. Также аппаратная часть комплекса состоит из 4-х танталовых конденсаторов C5, С6, С7, С8 (емкостью 10μF и напряжением 16 вольт), необходимых для поддержания соответствующего напряжения на микросхеме MAX232(танталовые конденсаторы выбраны из-за их малого тока утечки). Конденсаторы С3, С4 емкостью 22рF необходимы для нормальной работы кварцевого резонатора. Конденсаторы С1 и С2 устанавливают положительный потенциал на контактах микроконтроллера AVcc и RESET соответственно. Резисторы R1 и R2 (100 Om) устанавливают напряжение на питания АЦП микроконтроллера и верхнего порога измеряемого напряжения ниже общего напряжения питания, что предотвращает некорректную работу АЦП. Резистор R3 сопротивлением 10кОм поддерживает положительный потенциал на 9-м пине микроконтроллера и предотвращает самопроизвольный сброс микроконтроллера. Резистор R4 при нажатии ключа К1 подает отрицательный потенциал на Reset микроконтроллера, что приводит к сбросу микроконтроллера.

Усиление сигнала производится посредствам операционного усилителя OP07DP и резисторов R5 и R6 удельным сопротивлением 1МОм. Даная схема применяется для преобразования тока в напряжение, в которой потенциал входа поддерживается строго равным потенциалу земли. Инвертирующий вход имеет квазинуль потенциала. Фотодиод может создавать потенциал, равный всего нескольким десятым долям вольта, но данная схема позволяет преобразовать ток в напряжение. Принципиальная схема изображена на рисунке 21.

Микросхема MAX232 необходима для увеличения амплитуды сигнала, так как микроконтроллер имеет амплитуду сигнала на выходе от -5 до +5 вольт, а у СОМ порта от -15 до -3 вольт - логический «0», а от +3 до +15 - логическая «1». Напряжение от -3 до +3 попадает в “мертвую” зону, в которой интерфейс имеет неопределенность предаваемой информации.

Рисунок 21 - Принципиальная схема усилителя сигнала

Кварцевый резонатор Y1 задает тактовую частоту микроконтроллера и составляет 7,3728 МГц, хотя могут быть применены любые резонаторы в диапазоне от 1 до 8 МГц, но для этого необходимо внести соответствующие изменения в программу. Принципиальная схема установки изображена в приложении Б.

Интерфейс RS-232 был выбран в связи с относительной простотой программирования в среде Windows, достаточной скоростью передачи и приема информации от периферийных устройств, а также возможностью применения провода длиной до 20 метров. Передаваемый сигнал может регистрироваться любой программой, предназначенной для приема данных через интерфейс RS-232. Данные передаются в два этапа: сначала передается старшие биты, потом младшие.

Питание схемы может осуществляться любым стабилизированным блоком питания. Для лучшей стабилизации внутри предусмотрена схема основанная на микросхеме КР142ЕН5А и двух танталовых конденсаторов емкостью 16мкФ и напряжением 5В. Микросхема КР142ЕН5А может быть заменена на любую другую аналогичную при условии совпадения соответствующих выводов микросхемы. Танталовые конденсаторы могут быть заменены на любые другие, но емкостью не меньше 10 мкФ и напряжением не менее 5В.

Заключение

Основные результаты дипломной работы состоят в следующем:

1. Проанализированы все известные принципиальные схемы устройств программирования микроконтроллеров и была выбрана самая лучшая с точки зрения надежности и возможностей. Собран программатор микроконтроллеров AVR по найденной схеме на основе микросхемы 74LS244, работающий по параллельному порту.

2. Разработано программное обеспечение для микроконтроллера AT90S8535, позволяющее полученный аналоговый сигнал преобразовывать в цифровую форму. Полученный сигнал считывается из регистра АЦП 3000 раз и высчитывается среднее, затем полученный результат преобразуется в числовое значение действующего напряжения и передается по последовательному интерфейсу RS-232.

. Разработана печатная плата комплекса, базирующаяся на микроконтроллере AT90S8535, микросхеме MAX232 и операционном усилителе OP07DP. Данное оборудование может быть использовано в лабораторных работах как устройство усиления, оцифровки и передачи сигнала по последовательному интерфейсу RS-232 (Com-порту) в любое устройство поддерживающее соответствующий стандарт.

. Произведен пробный запуск комплекса и осуществлено выведение полученного оцифрованного сигнала на экран монитора персонального компьютера Pentium III-533МГц.

Перейти на страницу: 1 2

Прочтите также:

Проектирование цифровой системы управления с заданным быстродействием
Назначение системы управления Система управления предназначена для нейтрализации внешних возмущений f, приложенных к объекту, и поддерживания выходного параметра ХВЫХ равному или пр ...

Расчёт оборудования областного узла сети документальной электросвязи (ДЭС)
В курсовой работе необходимо спроектировать областную сеть ДЭС, привести её структуру и описание. Рассчитать оконечные и внутритерриториальные участки, потоки через ЦКС, оборудовани ...

Диагностика и ремонт модуля кадровой развёртки
В связи с большим расширением элементной базы, повышается степень востребованности профессии техника радиоэлектронной аппаратуры. Специалист данной профессии должен уметь проводить ...

Основные разделы

2021 © Все права защищены! >> www.techeducator.ru