- •Аннотация
- •Техническое задание
- •Содержание
- •Введение
- •Обзор аналогов
- •Описание схемы электрической структурной
- •Описание схемы электрической принципиальной
- •3.1 Выбор элементной базы устройства
- •Микросхема ds1307z.
- •3.2 Принцип работы устройства
- •3.3 Блок питания
- •Описание программной части
- •4.1 Описание языка программирования Си.
- •4.2 Описание среды программирования ImageCraft.
- •4.3 Описание работы программы
- •Заключение
- •Список литературы
Микросхема ds1307z.
Это микросхема часов реального времени (RTC) с последовательным интерфейсом TWI. Характеристики микросхемы:
Часы реального времени (RTC) отсчитывают секунды, минуты, часы, дату месяца, месяц, день недели и год с компенсацией високосного года, действительной до 2100 года
56-байтовое энергонезависимое ОЗУ с питанием от батареи для хранения пользовательских данных
Двухпроводной последовательный интерфейс TWI
Программируемый выходной сигнал с прямоугольными импульсами (для тактирования внешних устройств)
автоматическое обнаружение падения напряжение и схема переключения на батарею;
потребление менее 500 нА в режиме батарейной поддержки при работающем тактовом генераторе;
промышленный диапазон температур: от – 40 °C до + 85 °C;
микросхема производится в 8-выводных корпусах DIP и SOIC.
Цоколевка микросхемы для корпуса SOIC 8:
Vсс – питание +5В
X1, X2 – кварц 32768 Гц
Vbat – батарея +3В
GND – общий 0В
SDA – последовательные данные Рисунок 4
SCL – последовательные синхроимпульсы
SQW/OUT – выходной сигнал с прямоугольными импульсами
Типовая схема включения:
Рисунок
5
3) Микросхема LM76CHM5.
Это микросхема – цифровой датчик температуры с последовательным интерфейсом TWI. Характеристики микросхемы:
Рабочее напряжение 5,0В
Рабочий ток 250 мкА (типичное)
50 мкА (max)
8 мкА max (режим shutdown)
Точность измерения температуры ±1,0ºС
Разрешающая способность датчика 0,0625ºС
Рабочая температура -10…+45ºС
Цоколевка микросхемы:
S
DA
- последовательные данные
SCL–последовательные синхроимпульсы
T_CRIT_A – выход сигнала аварийного превышения температуры
GND - общий 0В
+Vs - питание +5В
A0, A1 – адресные вспомогательные входы, Рисунок 6
обычно подключены на +Vs или GND
INT – выход прерывания (выход температуры за пределы измерения)
Типовая схема подключения:
Рисунок
7
4) Микросхема FT232BM.
Это микросхема – преобразователь уровней USB/UART интерфейса. Микросхема имеет следующие характеристики:
Однокристальный USB интерфейс
Сигналы готовности передачи данных и модем сигналы интерфейса
Регулируемый буфер RX отключения системы
Полная поддержка оборудования или передача X-On/X-Off сигналов подтверждения связи с оборудованием
Встроенная поддержка символьной передачи и состояния обрыва линии
Автоматический контроль буфера передачи данных RS485
Поддержка приостановки/возобновления работы через контакты SLEEP # и RI #
Поддержка мощных USB устройств с питанием через контакт PWREN #
Скорость передачи данных от 300 бод до 3 Мбит (RS422, RS485 и RS232) с TTL уровнями сигнала.
384 байт буфера приема и передачи, 128 байт буфера сглаживания для обеспечения высокой пропускной способности.
Поддержка интерфейса UART (7-8 бит данных, 1-2 стоповых бита и четный/нечетный/Mark/Space/неконтролируемый биты)
Встроенный преобразователь уровня UART сигналов и сигналов управления для взаимодействия с логикой 5 В и 3,3 В
Встроенный регулятор 3,3 В для USB входов/выходов
Встроенная Power/Reset схема
Встроенный 6MHz - 48МГц умножитель PLL
Пределы напряжения питания 4,35…5,25 В
UHCI / OHCI / EHCI совместимый хост-контроллер
USB 1.1 и USB 2.0 совместимость
USB VID, PID, серийный номер и строка описания товара во внешней EEPROM
Внутренняя EEPROM программируемая через USB
Компактный 32-контактный LQFP корпус
Рабочая температура 0…+70ºС
Цоколевка микросхемы:
Рисунок
8
Назначение выводов:
Таблица 1
контакт |
название |
тип |
Описание |
7 |
USBDP |
I/O |
USB сигнал + (нужен 1.5k резистор, притягивающий к 3V3OUT или RSTOUT #) |
8 |
USBDM |
I/O |
USB сигнал – |
13 |
VCCIO |
PWR |
+3,0…5,25В VCC к интерфейсу UART выводов 10...12, 14...16 и 18...25. При взаимодействии с внешней логикой 3,3В подключить VCCIO на 3,3В, полученные от шины USB. При взаимодействии с внешней логикой 3,3В с автономным питанием подключить VCCIO к 3,3В взятым с внешней логики. В противном случае подключение к VCC по уровню 5В CMOS.
Переводчик Google для бизнеса –Инструменты переводчика переводчик сайтов служба "Анализ рынков" Отключить моментальный перевод О Переводчике GoogleМобильная версияКонфиденциальностьСправкаОтправить отзыв |
9,17 |
GND |
PWR |
Общий 0В |
6 |
3V3OUT |
OUTPUT |
3,3 В выход с встроенным регулятором LDO. Этот вывод должен быть развязан на GND с использованием 33 нФ керамических конденсаторов в непосредственной близости от выводов. |
3,26 |
VCC |
PWR |
+5В для ядра микросхемы, LDO и не UART выводов |
30 |
AVCC |
PWR |
Аналоговый источник питания для внутреннего умножителя x8 |
29 |
AGND |
PWR |
Аналоговая земля для внутреннего умножителя x8 |
4 |
RESET# |
INPUT |
LOW RESET. Если не требуется, можно не подключать, или подключить к VCC |
5 |
RSTOUT# |
OUTPUT |
Выход внутреннего генератора Reset. Установка RESET # в лог «0» также заставит RSTOUT # установиться в лог «0». RSTOUT # не влияет на сброс шины USB. |
12 |
TXLED# |
O.C |
Светодиодный драйвер - импульсы при передаче данных через USB |
11 |
RXLED# |
O.C |
Светодиодный драйвер - импульсы при получении данных через USB |
27 |
XTIN |
INPUT |
Вход подключения кварца 6МГЦ или внешнее тактирование 6МГц |
28 |
XTOUT |
OUTPUT |
Выход кварца 6МГЦ |
31 |
TEST |
INPUT |
Установка устройства в режиме тестирования IC. Должен быть привязан к GND для нормальной работы, в противном случае возможен сбой устройства.
|
25 |
TXD |
OUTPUT |
Асинхронный выход передачи данных |
24 |
RXD |
INPUT |
Асинхронный вход приема данных |
23 |
RTS# |
OUTPUT |
Запрос на передачу данных |
21 |
DTR# |
OUTPUT |
Готовность приемника данных |
22 |
CTS# |
INPUT |
Готовность передачи данных |
20 |
DSR# |
INPUT |
Готовность источника данных |
19 |
DCD# |
INPUT |
Контроль связи |
18 |
RI# |
INPUT |
Сигнал вызова на линии передачи данных |
16 |
TXDEN |
OUTPUT |
Включение передачи данных для RS485 |
32 |
EECS |
I/O |
EEPROM. Для работы при 48Мгц тянуть EECS к GND через 10K резистор. Для 6MHz резистор не требуется. Третье состояние во время сброса устройства |
1 |
EESK |
OUTPUT |
Тактовый сигнал EEPROM. Третье состояние во время сброса устройства. Добавление 10K понижающего резистора на EESK приведет к смене у FT232BM кода продукции ID 6001 на ID6004. Все остальные дескрипторы устройства остаются неизменными. |
2 |
EEDATA |
I/O |
EEPROM – вход/выход данных (прямое подключение, нужен 2,2K резистор). Кроме того, выход EEPROM нужно притянуть к VCC через резистор 10K для правильной работы. Третье состояние во время перезагрузки устройства. |
10 |
SLEEP# |
OUTPUT |
Переход в режим пониженного потребления. Обычно используется для отключения питания внешнего конвертера TTL/RS232 уровней |
15 |
PWREN# |
OUTPUT |
Выход разрешения питания, активный уровень лог 0. При PWREN# = 0 идет нормальная работа, при PWREN# = 1 устройство находится в режиме приостановки USB. Может быть использован для контроля питания на внешнюю логику. |
14 |
PWRCTL |
INPUT |
Режим питания. PWRCTL=0 – питание от USB, PWRCTL=1 – питание от внешнего источника |
Типовая схема подключения с питанием от USB:
Рисунок
9
5) Микросхема MAX7219CNG.
Это микросхема – компактный драйвер последовательного интерфейса для дисплея с общим катодом, может связывать микроконтроллер с 7-сегментным дисплеем разрядностью до 8 цифр, графическим дисплеем или 64 одиночными светодиодами. Удобный 4-проводной последовательный интерфейс соединяется со всеми поддерживаемыми микроконтроллерами. Характеристики микросхемы:
10МГц последовательный интерфейс
Индивидуальный контроль LED сегментов
Выбор отображения цифр- BCD декодирование/без декодирования
150мкA режим выключения (данные сохраняются)
Цифровая и аналоговая регулировка яркости сегментов
Очистка дисплея при включении питания
24-контактный PDIP корпус и SO корпус
Температурный диапазон 0…+70ºС
Напряжение питания +5В
Ток потребления
330мА рабочий (все сегменты и децимальная точка, ток сегмента 40 мА)
500 мА max
Мощность рассеивания 1066 мВт max (PDIP корпус при +85ºC)
Частота сканирования дисплея 500…1300 Гц (сканирование 8 разрядов)
Цоколевка микросхемы:
Рисунок
10
Назначение выводов:
Таблица 2
контакт |
название |
Описание |
1 |
DIN |
Последовательный ввод данных. Данные загружены во внутренний 16-битовый сдвиговый регистр по фронту тактового сигнала. |
2,3,5–8, 10,11 |
DIG 0–DIG 7 |
Разрядная шина дисплея с восьмью цифрами, коммутирует ток от общего катода на разряды. При выключении выводы разрядов подключены к +5В. |
4, 9 |
GND |
Земля (должны быть подключены оба вывода) |
12 |
LOAD |
Ввод данных загрузки. Последние 16 битов последовательных данных загружаются по фронту сигнала LOAD. |
13 |
CLK |
Последовательный тактовый вход. 10МГц максимальная частота. По фронту тактового импульса, данные сдвигаются во внутренний сдвиговый регистр. По спаду тактирования, данные синхронизируются с DOUT. |
14–17, 20–23 |
SEG A–SEG G, DP |
Сегменты и десятичная точка каждого индикатора. При выключении выводы подключены к GND. |
18 |
ISET |
Подключено к +5В через резистор для установки пикового тока сегментов. |
19 |
V+ |
Напряжение питания +5В |
24 |
DOUT |
Последовательный вывод данных. Данные в DIN соответствуют данным DOUT 16.5 тактовыми циклами позже. Этот вывод используется для нескольких MAX7219 с последовательным опросом. |
Типовое подключение:
Рисунок
11
6) Микросхема MC33064D-5G.
Это микросхема обнаружения превышения напряжения, спроектированная для использования как контроллер сброса в микроконтроллерных системах. Используется для обнаружения низкого напряжения с одним внешним резистором. MC34064 использует встроенные характеристики запрещенной зоны, компаратор с точными порогами и встроенным гистерезисом, чтобы предотвратить ошибочную операцию сброса. Микросхема выпускается в 3−выводном ТО-92, TSOP−5, 8−выводном SOIC−8 и корпусе Micro поверхностного монтажа. Характеристики микросхемы:
Температурная компенсация
Порог компаратора 4,6В при 25°C
Точные пороги компаратора, стабилизированные по температуре
Гистерезис компаратора предотвращает ошибочный сброс
Выход сброса выдерживает ток до 10мА
Внутренний защитный диод для разрядки конденсатора задержки
Гарантированный сброс при с 1,0В на входе
Низкий ток режима ожидания
Цоколевка корпуса микросхемы корпус SOIC-8:
Ground – земля
Input – вход сброса
Reset – выход сброса
N.C. – не используется
Рисунок 12
Типовое подключение (сброс микроконтроллера по низкому напряжению питания):
Рисунок 13
7) Индикатор SC15-11GWA.
Это светодиодный семисегментный индикатор зеленого свечения с общим катодом на галлий – фосфидных светоизлучающих диодах. Характеристики индикатора:
Высота цифр 38 мм
Высокая контрастность и яркость свечения
Совместим с интерфейсом IC
Рабочее напряжение питания на сегмент 5В, для децимальной точки 2,5В
Рабочий ток на сегмент/децимальную точку 10мА
Рабочая температура -40…+85ºС
Цоколевка индикатора:
Рисунок 14
8) Индикатор CC25-12EWA.
Это светодиодный семисегментный 4-разрядный индикатор красного свечения с общим катодом на арсенид-галлиевых светоизлучающих диодах. Характеристики индикатора:
Высота цифр 6 мм
Высокая контрастность и яркость свечения
Совместим с интерфейсом IC
Рабочее напряжение питания на сегмент/децимальную точку 2,5В
Рабочий ток на сегмент/децимальную точку 10мА
Рабочая температура -40…+85ºС
Цоколевка индикатора:
Рисунок 15
9) Транзистор 2N3904.
Э
то
биполярный высокочастотный n-p-n
транзистор в корпусе ТО-92. Его
характеристики:
Напряжение коллектор-эмиттер 40В max
Напряжение коллектор-база 60В max
Напряжение эмиттер-база 6В max
Ток коллектора 200 мА max
Частота граничная 300МГц
Мощность рассеивания 310 мВт Рисунок 16
Р hFEIC = 0.1mA, VCE = 1.0V IC = 1.0mA, VCE = 1.0V IC = 10mA, VCE = 1.0V IC = 50mA, VCE = 1.0V IC = 100mA, VCE = 1.0V
40
70
100
60
30
h21Э_MAX =300
Остальные элементы в основном, малых размеров под поверхностный монтаж. Резисторы типоразмера 0805 (рассеиваемая мощность 0,125 Вт) любого подходящего производителя. Конденсаторы постоянные керамические того же типоразмера 0805. В качестве конденсаторов электролитических конденсаторы танталовые типоразмер корпуса B .
