Оглавление

Аннотация 2

Введение 4

Разработка структурной схемы 5

Разработка принципиальной схемы 9

Расчетная часть 14

Заключение 18

Библиографический список 19

Проложение 20

Введение

Тема проекта: «Модуль удаленного ввода/вывода цифровой и аналоговой информации».

Одним из наиболее актуальных направлений технического прогресса является автоматизация технологических процессов. Поскольку разрабатываемый модуль может использоваться в качестве субъекта управления каким-либо станком или роботом без непосредственного участия человека, то процесс управления, в котором задействован данный модуль, может считаться автоматизированным. Использование в схеме модуля распространенных микросхем и деталей делает ее ремонтопригодной. Разрабатываемый модуль может обрабатывать как цифровые, так и аналоговые сигналы, учитывая возможное количество подключаемых источников и приемников сигнала, можно судить об универсальности проектируемого модуля. Исходя из всех вышеперечисленных достоинств, можно судить об актуальности темы курсового проектирования.

В проекте решаются следующие задачи:

1. Разработка структурной схемы системы управления;

2. Выбор элементной базы и подбор соответствующих электронных компонентов для разрабатываемой системы управления;

3. Разработка принципиальной схемы системы управления;

Разработка структурной схемы

Структурная электрическая схема системы управления приведена на чертеже КП-22020062-А1-07-00.00.000.Э1.

В состав структурной схемы входят:

• МК ATMega161;

• приемопередатчик RS-485;

• ЖКМ;

• матричная клавиатура 4×5;

• ЦАП;

• АЦП;

• регистры данных;

• оптоэлектронная гальваническая развязка.

МК ATMega161

Функции управления в соответствии с программным обеспечением выполняет микроконтроллер ATMega161. Он осуществляет адресацию элементов схемы, прием цифровых сигналов с входных регистров и АЦП, передачу цифровых сигналов на выходные регистры и ЦАП, управление клавиатурой, а также выдачу информации на жидкокристаллический модуль. Осуществляет передачу информации посредством интерфейсаRS-485, используя приемопередатчик.

Основные характеристики микроконтроллера:

• 16 Кб программируемой флэш-памяти (ISPFlashMemory);

• 1 Кб статической оперативной памяти (SRAM);

• 512 Кб энергозависимой памяти (EEPROM);

• 35 линий ввода/вывода общего назначения;

• 3 таймера/счетчика;

• 2 универсальных синхронных/асинхронных приемо-передатчика (USART).

Приемопередатчик rs-485

Приемопередатчик MAX487 предназначен для преобразования уровней логических сигналов UARTс микроконтроллера в уровни сигналов, которые соответствуют физическому уровню RS485.

ЖКМ

Для графического отображения информации используется жидкокристаллический модуль WH0802, разрешение экрана которого 8 символов на 2 строки.

Клавиатура 4×5

Матричная клавиатура дает возможность ввода информации с нее размерностью 4 строки на 5 столбцов. Считывание кода нажатой клавиши клавиатуры осуществляется с использованием внешнего прерывания INT0.

ЦАП

Цифро-аналоговый преобразователь DAC8552 преобразует цифровой сигнал, полученный от МК в аналоговый. Связь МК с ЦАП осуществляется посредством интерфейсаSPI.

АЦП

Аналого-цифровой преобразователь AD7911 служит для преобразования аналогового сигнала в цифровой. Связь МК с ЦАП осуществляется посредством интерфейсаSPI.