Оптоэлектронная гальваническая развязка
В модуле реализована оптоэлектронная гальваническая развязка при помощи микросхем 6N137 (для входных сигналов) иD2D07L(для выходных сигналов). Гальваническая развязка применяется для защиты от помех и наводок, возникающих в электрических и силовых цепях при передаче информации, а так же для преобразования уровней сигналов (входные сигналы с уровнем 24 В преобразуются в логические сигналы, которые обрабатываются микроконтроллером; выходные логические сигналы с микроконтроллера преобразуются в более мощные сигналы уровнем 110 В).
Регистры ввода/вывода
Для ввода/вывода цифровой информации по 8 битной шине используются регистры КР1533ИР23 и КР1533ИР38, обеспечивающие разрядность входов и выходов модуля 10 и 8 бит соответственно.
Разработка принципиальной схемы
Принципиальная электрическая схема системы управления приведена на чертеже КП-22020062-А1-07-00.00.000.Э3.
Вывод дискретных данных
Для вывода дискретных данных МК выставляет на порт РС необходимую информацию, затем формирует тактовый сигнал записи информации в регистры D13 (КР1533ИР23) иD14.1 (КР1533ИР38) на выводе РЕ0, по переднему фронту которого информация с порта РС будет записана в регистры и появится на их выходах. После снятия данных с шины, значения выходов регистров останутся неизменными.
Ввод дискретных данных
Ввод информации в микроконтроллер осуществляется через регистры D12 (КР1533ИР23) иD14.2 (КР1533ИР38). Для того чтобы записать информацию в регистры, источник выставляет информацию на линиях Вход9-Вход0, после чего формирует тактовый сигналWR, по переднему фронту которого информация запишется в регистры. Поскольку регистрыD12 иD14.2 объединены по выходам, то сигнал на входахEZрегистров все время записи остается активным. Для чтения информации из регистраD12 МК делает низким логический уровень на выходе РЕ1, тем самым выводя регистр изZ-состояния. После чтения из регистраD12 уровень на выходе МК РЕ1 опять становится высоким. Для чтения информации из регистраD14.2 МК делает низким логический уровень на выходе РЕ2, тем самым выводя регистр изZ-состояния. После чтения из регистраD14.2 уровень на выходе МК РЕ2 опять становится высоким. Процедура ввода дискретных данных закончена.
Вывод аналоговых сигналов
На рис. 2.1 представлена временная диаграмма работы ЦАП.
Рис. 2.1. Временная диаграмма работы ЦАП
Для активации работы ЦАП (D4) МК делает потенциал выхода РА1 низким, после чего начинает последовательную передачу информации по линии РВ5 (MOSI).D4, анализируя получаемую информацию, генерирует аналоговый сигнал. Скорость работы ЦАП определяется частотой сигнала, генерируемого на выходеPB7 (SCK) МК. После вывода черезD4 нужной информации, МК делает потенциал выхода РА1 высоким, останавливая тем самым работу ЦАП.
Ввод аналоговых данных
На рис. 2.2 представлена временная диаграмма работы АЦП.
Рис. 2.2. Временная диаграмма работы АЦП
Ввод аналоговых данных в модуль осуществляется через АЦП (D2). Для активации работыD2 МК делает потенциал выхода РВ4 низким, активируя устройство.D2 формирует сигнал ответа, который читает МК, после чего начинает принимать сигналы преобразования по линии РВ6 (MISO). Скорость работы АЦП определяется частотой сигнала, генерируемого на выходеPB7 (SCK) МК. После приема от АЦП нужной информации, МК делает потенциал выхода РВ4 высоким, останавливая тем самым работу АЦП.