- •Кафедра «Автоматизация и робототехника» Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине: «Микропроцессорные системы управления»
- •Задание № 3
- •Аннотация
- •Оглавление
- •Введение
- •Разработка структурной схемы
- •Приемопередатчик rs-485
- •Клавиатура 4×5
- •Оптоэлектронная гальваническая развязка
- •Регистры ввода/вывода
- •Разработка принципиальной схемы
- •Вывод дискретных данных
- •Ввод дискретных данных
- •Вывод аналоговых сигналов
- •Ввод аналоговых данных
- •Вывод данных на дисплей
- •Матричная клавиатура
- •Расчетная часть Расчет резисторов r26..R33
- •Расчет резисторов r2..R12
- •Расчет тока потребления модуля
- •Проверка разъемов по токовой нагрузке
- •Обоснование принятых решений
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Проложение
Вывод данных на дисплей
На рис. 2.2 представлена временная диаграмма работы LCDдисплея.

Цикл записи в LCDдисплейWH0802 (D15) выглядит следующим образом:
1. Установить значение порта РА7 0 или 1 (0 - команда, 1 – данные)
2. Вывести значение старших 4 бит на выходы PA5-PA2
3. Сформировать сигнал на выходе PA6, по спаду которого данные запишутся в дисплей.
2. Вывести значение младших 4 бит на выходы PA5-PA2
3. Сформировать сигнал на выходе PA6, по спаду которого данные запишутся в дисплей.
RS-485
Коммутацию осуществляет микросхема MAX487Для начала обмена информацией по каналуRS-485 МК придает выходу РA0 высокий потенциал, после чего на выходPD1 подается информация, которую необходимо передать, а через выходPD0 происходит прием информации. После завершения обмена информацией МК придает выходу РA0 низкий потенциал.
Матричная клавиатура
Клавиатура выполнена в виде матричной клавиатуры 4х5. Столбцы матрицы подключены к линиям порта РD7 – РD3, а строки - к РB3 – РE0. Для исключения короткого замыкания при одновременном нажатии двух или более клавиш в цепи столбцов и строк включены резисторы. В режиме ожидания выход МКPD2 (INT0) находится в состоянии высокого потенциала. При нажатии любой клавиши на входеPD1 (INT0) формируется сигнал низкого уровня, который используется для инициации внешнего прерывания. После чего МК производит программный опрос, с целью найти нажатую клавишу. Исключение дребезга контактов производится программным путем.
Расчетная часть Расчет резисторов r26..R33
Согласно документации на светодиод АЛ307ГМ и оптореле S201S05F [7]:
- UVD = 2 B;
- UVU = 1,25 B;
- U0 = 0,4 B;
-
= 10мА;
Падение
напряжения на резисторах
определяется выражением:
Сопротивление
по закону Ома равно:
По
стандартному ряду выбирается ближайший
резистор
[11].
Определяется
мощность резистора:

По
результатам расчёта выбирается
нагрузочный резистор
:
МЛТ 0,063 Вт – 150 Ом ± 10% [7].
Расчет резисторов r2..R12
Падение напряжения UVD6N137 при заданном значении тока IVD=10 мА UVD=1, 5 B [7].
Падение напряжения на резистор рассчитывается по следующему выражению:
UR=UCC–UVD=24–1,45=22,55 В.
Сопротивление резистора по закону Ома: R=UR/IVD=22,55/10=2,3 кОм.
По стандартному номинальному ряду выбирается ближайший резистор: R=2,4 кОм [11].
Мощность, выделяемая на резисторе: P=U∙IVD=22,55∙0,01=0,226 Вт.
По результатам расчёта выбирается нагрузочный резистор R:
C2-33-0,250 − 2,4 кОм ± 10% [7].
Расчёт следующих элементов не требуется, их значения известны:
С1,C3,С7,С8=0,1 мкФ – К53-6,3 [10];
С10= 22 пФ – К10-17Б-25В [10];
С2,С4,С5,С6,С9 = 0,1 мкФ – К53-6,3[10];
R25 – СП3-19А – 10кОм ± 10%[10];
R13- R23 – МЛТ 0,063 Вт – 250 Ом ± 10%[9];
R1 – HP-1-4-6-0,125 Вт – 10 кОм ± 10%[10].
Расчет тока потребления модуля
Максимальный ток потребления МУВВЦиАИ равен сумме токов потребления всех микросхем, входящих в данный модуль.
В табл. 1 приведены элементы, входящие в МУВВЦиАИ и потребляемые ими токи [7].
Таблица 1. Токи потребления элементов МУВВЦиАИ.
|
Кол-во |
Элемент |
Макс. ток потребления, мА |
|
1 |
ATmega161 |
200 |
|
1 |
КР1533ЛH1 |
4,9 |
|
1 |
КР1533ИР38 |
27 |
|
2 |
КР1533ИР23 |
24 |
|
1 |
DAC8552 |
0,5 |
|
1 |
AD7911 |
4 |
|
1 |
MAX487 |
0,4 |
|
6 |
6N137 |
10 |
|
1 |
DS1813 |
0,04 |
|
1 |
WH0802 |
1 |
Таким образом, общий потребляемый ток модуля рассчитывается по формуле:


Расчет фильтра питающего напряжения +5 В
Расчет ведется для низкочастотного (НЧ) и высокочастотного (ВЧ) фильтров по питанию +5 В по формуле:

Для
ВЧ:
для НЧ:
Из уравнения Ома найдем сопротивление R:

где
U
– питающее напряжение

I
– сумма потребляемых токов

Вычисляем ёмкости фильтров:
для ВЧ:


для
НЧ:

В качестве низкочастотного фильтра используем конденсатор К50-35 емкостью 44 мкФ (С21) [7].
В качестве высокочастотного фильтра – конденсатор К10-10У-25В
емкостью 22 нФ (С11-С20) [7].
