
- •Содержание. Оглавление
- •Введение
- •Техническое задание
- •1. Краткий обзор технических средств измерения уровня жидкости в резервуарах
- •1.1. Общие сведения
- •1.2. Физические основы метода
- •1.3. Ультразвуковой датчик уровня х1600
- •1.3.1. Назначение датчика х1600
- •1.3.2. Принцип работы датчика х1600
- •1.3.3. Конструктивные особенности датчика х1600
- •2. Система измерения и регистрации уровня жидкости в резервуаре
- •2.1. Описание и расчет принципиальной схемы
- •2.1.1. Расчет усилительного каскада
- •2.1.2. Компаратор
- •2.1.3. Блок канала опорных напряжений
- •2.1.4. Блок памяти
- •2.1.5. Блок интерфейса с компьютером
- •2.1.6. Микроконтроллер кр1816ве51
- •2.1.7. Таймер – счетчик
- •2.1.8. Последовательный интерфейс
- •2.1.9. Стабилизатор напряжения
- •2.2. Интерфейс rs-232
- •2.3. Расчет мощности потребляемой устройством
- •3. Метрологическая часть
- •3.1. Методическая погрешность определения уровня
- •3.2. Погрешность усилителей
- •3.3. Погрешность компаратора
- •6. Заключение
- •Список литературы
- •Приложение 1. Оу к574уд1
- •Приложение 2. Компаратор к554са3
- •Приложение 3. Мультиплексор к155кп1
- •Приложение 4. Буферный регистр кр580ир82
- •Приложение 5. Микросхема памяти к573рф5
- •Приложение 6. Микроконтроллер кр1816ве51
- •Приложение 7. Трансформатор
- •Приложение 8. Стабилизатор
- •Приложение 9. Плавкий предохранитель
2.1.8. Последовательный интерфейс
Через универсальный асинхронный приемопередатчик (УАПП) осуществляется прием и передача информации, представленной последовательным кодом (младшими битами вперед). В состав УАПП, называемого последовательным портом, входят принимающий и передающий сдвигающие регистры, а также специальный буферный регистр (SBUF) приемопередатчика.
Последовательный порт МК51 может работать в четырех различных режимах.
Режим 0.В этом режиме информация и передается и принимается через внешний вывод входа приемника (RxD). Принимаются или передаются 8 бит данных. Через внешний вывод выхода передатчика (TxD) выдаются импульсы сдвига, которые сопровождают каждый бит. Частота передачи бита информации равна 1/12 частоты резонатора.
Режим 1.В этом режиме передаются черезTxDили принимаются изRxD10 бит информации: старт-бит (0), 8 бит данных и стоп-бит(1). Скорость приема/передачи задается таймером.
Режим 2.В этом режиме черезTxDпередаются или изRxDпринимаются 11 бит информации: старт-бит, 8 бит данных, программируемый девятый бит и стоп бит. При передаче девятый бит данных может принимать значение 0 или 1. частота приема/передачи выбирается программой и может быть равна либо 1/32, либо 1/64 частоты резонатора в зависимости от управляющего битаSMOD.
Режим
3.Режим 3 совпадает с режимом 2 во всех
деталях, за исключением частоты
приема/передачи, которая задается
таймером.
К входу INT0 КР1830ВЕ51 подключена клавиша «Запуск».
Значения сопротивлений R19 иR20 выбираются из следующего соотношения:
R19 =10R20
Зададим R20 =1 кОм, тогдаR19 =101 кОм =10 кОм.
2.1.9. Стабилизатор напряжения
Стабилизатор напряжения необходим задания напряжения питания для микросхем. Сигналом для этого блока является выход аккумулятора.
Стабилизатор строится на микросхеме 142ЕН6. Микросхема 142ЕН6 представляет собой двуполярный стабилизатор с фиксированным выходным напряжением 15В и возможностью его регулировки. Прибор имеет два вывода для частотной коррекции каналов положительного и отрицательного напряжения. Схема включения приведена на рисунке 13.
Рис.13. Стабилизатор напряжения
Основные
характеристики:
Iвых= 200 мА;
Uвых=15В5 В;
максимальная мощность рассеивания Р = 2 Вт;
возможность регулировки выходного напряжения 5В…20 В;
диапазон рабочих температур –10…+70С.
Напряжение стабилизации стабилитрона VD8 составляет 5,6 В, ток стабилизации находится в пределах от 3 мА…55 мА. Примем ток стабилизации равным 10 мА.
Напряжение поступающее от батареи составляет 18 В. Тогда падение напряжение на R10 будет равно UR10= 18В-5.6В =12,4 В.
R10 =UR10/Iст=12,4В/10 мА =12,4 кОм =12 кОм.
Напряжение база – эмиттер транзистора VT4 составляет 0,6 В, тогда выходное напряжение Uвых=5,6 В – 0,6 В = 5 В.
Конденсатор С13 необходим для сглаживания пульсаций на выходе.
2.2. Интерфейс rs-232
Интерфейс RS-232 предназначен для передачи данных в компьютер для дальнейшей обработки.
Если устройство, построенное на базе МК51 должно иметь выход на последовательный интерфейс RS-232, то должно быть выполнено:
согласование уровней сигналов RS-232 и МК51 (ТТЛ);
поддержание стандартной скорости приема – передачи;
поддержание стандартных форматов посылки;
поддержание стандартных протоколов обмена.
Согласование осуществляется с помощью буферных схем.
Поддержание стандартного ряда скоростей (19200, 9600, 4800, 2400, 1200, 600, 300 бит/с) является более сложной задачей, так как скорость приема – передачи УАПП зависит от тактовой частоты МК51.
Всилу того, что считывание значения бита
УАПП производит в центре битового
интервала, максимальный временной сдвиг
приема бита равен половине битового
интервала (0,5 Т бита). Для того чтобы все
биты информационной посылки были
восприняты правильно, расхождение
скорости приема – передачи не должно
превышать величины 0,5/L,
гдеL– общая длина посылки,
включая биты данных, бит паритета,
стартовый и стоповый биты.
Для сопряжения с интерфейсом RS– 232 УАПП может работать в режимах 2 (8 бит) или 3 (9 бит).