Максимальний струм навантаження визначаємо із таблиці в1

Додаток В9

(9)

При цьому максимальний струм на виході випрямляча:

(10)

где I_{d max} - максимальний струм на виході випрямляча , А;

K_Icm= 0,95 - коефіцієнт який ураховує струм допоміжних ланок стабілізатору .

Діюче значення струму вторинної обмотки трансформатору:

(11)

Де K_I - коефіцієнт використання вторинної обмотки трансформатору за струмом . Для мостової схеми випрямляння K_I = 1,11.

Визначимо максимальну активну потужність , яку споживає трансформатор:

(12)

Повна потужність трансформатору:

(13)

Де Р_{d max} - максимальна активна потужність, яка буде споживана від трансформатору, Вт;

K_Р – коефіцієнт перевищення потужності від трансформатору

для мостової схеми випрямляння K_Р = 1,11.

По визначеним U_{2 потр.,} I₂, S_t вибираємо трансформатор із довідника (3),

розділ 6 ,сторінка 277 .

Трансформатор повинен відповідати умовам:

(14)

Де U_{2 обр} - діюче значення вторинної обмотки трансформатору,В;

K₃ - коефіцієнт запасу,(1,2…1,4).

(15)

(16)

Додаток В10

Приймаємо: , ,

Параметри трансформатору, який вибрано, зведено у таблицюВ2

Таблиця В2

Параметри трансформатору

Типо номінал	Типорозмір Магніто- проводу	Обмотка первинна				Обмотка вторинна
		Виводи	Напруга,В	Струм, А	Виводи		Напруга,В	Струм, А
Т-8-220-50	ШЛМ-25х25	1-2	220	0.02	3-4		10	0.4

Розрахунок випрямляча

За для того щоб розрахувати випрямляч визначимо максимальний середній струм крізь вентиль I_a і максимально можливу зворотну напругу вентилів U_зв.Для мостової схеми середнє значення анодного струму вентилів

випрямляча визначається з умов максимального навантаження:

(17)

Максимальну напругу вторинної обмотки трансформатору необхідно визначити з умови можливого перевищення напруги мережі:

(18)

де К_Сmax =1.1 – коефіцієнт перевищення напруги мережі.

Максимальне значення зворотної напруги, яке прикладається до вентилів:

(19)

де К_зн =(1…2) – коефіцієнт запасу по напрузі для діодів;

U_2max – максимальне значення вторинної обмотки трансформатору.

Вибір діодів випрямляча проводиться за значенням:

і (20)

Додаток В11

Із довідника обираємо діоди випрямляча VD1-VD4 (марка діода) з параметрами:

і (21)

Вибір фільтру

На виході схеми випрямляння маємо получити напругу, яка пульсує. Вона складається з постійної і змінної складових частин. Для згладжування пульсацій випрямленої напруги використана схема С-фільтра , рис В6

Рис.В6 - Принципова схема блока живлення

Фільтруючий конденсатор С1 має ємність 1000мкФ на 1А струму навантаження. Конденсатор С4 використовується для згладжування перехідних процесів при миттєвому підвищенні струму навантаження і повинен мати ємність приблизно 100мкФ на 1 А струму навантаження .Конденсатор С2 знімає генерацію при стрибковому підскоку вхідної напруги, яка може виникнути у стабілізаторі вслід впливу монтажної ємності і індуктивності з’єднувальних дротів , які складають коливальний контур. Конденсатор С3 призначене для захисту від перехідних імпульсів завади

Ємність С2 і с3 мають бути від 0.1 до 1 мкФ

Вибір стабілізатору на основі мікросхеми КР142 ЕН5А

Джерела живлення на основі трьох вивідних мікросхем відрізняються малим числом елементів, невеликою вартістю, і гарними технічними характеристиками, які зведені у таблиці В3

Таблиця В3

Характеристики мікросхеми КР142 ЕН5А

Тип мікросхеми	Вихідна напруга,В	Точність установки,%	Струм без навантаження, мА	Номінальний струм навантаження,А	Коефіцієнт стабілізації	Вхідна напруга,В
КР142 ЕН5А	5	2	4.5	0.5-1	400	7-25

Додаток В12

Ця мікросхема рис. В7 має вбудовану схему захисту від перевантаження за струмом і тепловий захист від максимально допустимої температури кристалу(175⁰С), що суттєво підвищує надійність мікросхеми. Мінімальна напруга вхід - вихід 2.5В.

а в

Рис.В7 Зовнішній вид стабілізатору (а)і розташування виводів(в) 1-вхід, 2-земля, 3- вихід.

Додаток В13

Приклад розрахунку резисторів які підключено до МК

Необхідно розрахувати обмежуючий резистор для світло діода, який підключено до вивода МК. Світло діоди споживають малий струм у залежності від типу світло діодів цей струм складає від 3до20ма. Робоча напруга світло діодів складає приблизно від (1.5 -4В)

Для того щоб визначити величини припустимих струмів скориставшись фірмовою документацією на МК. Наприклад для МК АТ90S2313 є наступні обмеження: Сумарний струм навантаження при «0» на виході не повинен перевищувати, причому сумарний струм лінійне більш. Струм лінійне повинен перевищувати. Як-що навантажити всі виходи струмомможна перевищити припустимий струм, що може зашкодити мікросхемі.

Задамо струм в ланці світло діоду 15мА, який є оптимальний для світло діоду за допомогою резистора R, який обмежує струм , вимірюємо падіння напруги на діоді. За графіком із ДШ визначаємо яка напруга буде на виводі U_МК при струмі 15мА рис . В8

Рис.В8 Графік залежності напруги на виході МК від струму, який протікає крізь вивід МК.

Примітка біт в регістрі РОRТВ7 дорівнює «0» , а біт в регістрі DDRB7-«1» таким чином вивід сформовано як вихід

=5-(2+0.35)=2.65В (4.22)

Знаходимо номінал потрібного резистора за законом Ома:

(4.23)

Потужність резистора:

(4.24)

Вибираємо резистор МЛТ-0.125Вт , опір якого складає 180Ом

Додаток Г1

Методика складання програмного забезпечення

Після того як принципова схема розроблена необхідно приступити до розробки програми та алгоритму.

Словесний алгоритм провести у такий послідовності:

операції початкової настройки;

операції які складають тіло циклу.

Приклад складання словесного алгоритму:

Операції початкової настройки:

• Установити начальне значення для вершини стека МК;

• Налагодити порт В на вивід інформації;

• Подати на вхід РВ.0 сигнал логічної одиниці(погасити світлодіод);

• Конфігурувати порт D до вводу інформації;

• Підключити внутрішні резистори навантаження порту D.

Операції які складають тіло циклу:

• Прочитати стан РD.0

• Якщо значення РD.0 дорівнює одиниці , виключити світло діод;

• Якщо значення РD.0 дорівнює нулю , включити світло діод;

• Перейти на початок циклу

Блок схема алгоритму роботи програми приведена у додатку

Для забезпечення роботи проектованого пристрою із заданими технічними вимогами необхідно запрограмувати наш МК на певну обробку даних і видачу певних сигналів. Для написання програми використовуємо генератор початкового коду програми Code Vision AVR.

Проект в компіляторі Code Vision AVR

Робота над проектом Сode vision AVR починається з вибору команди меню Fale/New , у вікні діалогу маємо вибрати Project і натиснемо OK Запускаємо проект компілятору , вибираємо МК . У вікні Create New Project встановлюємо ім’я проекту.

Керування входом або виходом МК AVR проводиться за допомогою програмно – доступних регістрів: PORTn, DDRn, PINn де n В,С, D

На рис .Г1 приведені схеми організації входів МК AVR, для ліній портів які відповідають за вхід інформації.

В розділі «ПОРТИ» вибираємо направлення праці необхідних виводів портів В ,С та Д, всі вибрані параметри зведені в таблицю Г1

Входи які залишилися вільними необхідно запрограмувати як вихід.

ДодатокГ2

Рис.Г1Схема організації входу МК з підключенням резистора підтяжки.

В розділі «ПОРТИ» вибираємо направлення праці необхідних виводів портів В ,С та Д, всі вибрані параметри зведені в таблицю 5.1

Входи які залишилися вільними необхідно запрограмувати як вихід

Таблиця Г1

Параметри портів МК АТ АT90S2313

№	Вивід МК	Режим роботи Вхід/вихід	Порти			Призначення
			DDRn	PORT n
	РD1-РD6	Вхід Z	0	0	Zстан
	РD1-РD6	Вхід з підтяжкою	0	1	Rн=20-50кОм
	РВ4	Вихід	1	0	Лог «0» Світлодіод вилючено
	РВ3	Вихід	1	1	Лог «1» Світлодіод підключено

Z – стан позначає високий опір ,тобто без підтяжки, приблизно 10МОм.

Коли порти мають конфігурацію маємо натиснути      

File  ->   «Generale, Save and Exit»

Далі необхідно зберегти три файли проекту .Зберігаємо проект у створеній папці , наприклад папка proect .1

Програма запропонує зберегти файли з розширенням: с., cwp., prj.

Після третього зберігання відкриється вікно програми.

Коли програму написано натисніть кнопку - "мэйк зе проджект" рис.Г2, при цьому буде виконана компіляція проекту.

ДодатокГ3

Рис.Г2

Приклад лістингу програми який позначено файлом «.с» приведено нижче

/*****************************************************

Project : Проект «НАЗВА ПРОЕКТУ»

Date : 14.10.2008

Author : Іванов А.А

Chip type : ATtiny2313

Clock frequency : 4,000000 MHz

Fuze: 10011100

*****************************************************/

#include <tiny2313.h>

void main(void)

{

// Declare your local variables here

// Port A initialization

// Func2=In Func1=In Func0=In

// State2=T State1=T State0=T

PORTA=0x00;

DDRA=0x00;

// Port B initialization

// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In

// State7=P State6=P State5=P State4=P State3=P State2=P State1=P State0=P

PORTB=0xFF;

DDRB=0x00;

// Port D initialization

// Func6=Out Func5=Out Func4=Out Func3=Out Func2=Out Func1=Out Func0=Out

// State6=0 State5=0 State4=0 State3=0 State2=0 State1=0 State0=0

PORTD=0x00;

DDRD=0x7F;

while (1)

{

if (PINB.0 == 0) // условие, если на входе PORTВ.0 лог "0"

ДодатокГ4

{

PORTD.0 = 0; //то на выходе PORTD.0 лог "0"

}

else // а если условие PORTВ.0 лог "1"

PORTD.0 = 1; // то на выходе PORTD.0 лог "1"

if (PINB.1 == 0) // условие, если на входе PORTВ.1 лог "0"

{ PORTD.1 = 0; //то на выходе PORTD.1 лог "0"

}

else // а если PORTВ.1 лог "1"

PORTD.1 = 1; // то на выходе PORTD.1 лог "1"

if (PINB.2 == 0) // условие, если на входе PORTВ.2 лог "0"

{ PORTD.2 = 0; //то на выходе PORTD.2 лог "0"

}

else // а если PORTВ.2 лог "1"

PORTD.2 = 1; // то на выходе PORTD.2 лог "1"

if (PINB.3 == 0) // условие, если на входе PORTВ.3 лог "0"

{ PORTD.3 = 0; //то на выходе PORTD.3 лог "0"

}

else // а если PORTВ.3 лог "1"

PORTD.3 = 1; // то на выходе PORTD.3 лог "1"

if (PINB.4 == 0) // условие, если на входе PORTВ.4 лог "0"

{ PORTD.4 = 0; //то на выходе PORTD.4 лог "0"

}

else // а если PORTВ.4 лог "1"

PORTD.4 = 1; // то на выходе PORTD.4 лог "1"

if (PINB.5 == 0) // условие, если на входе PORTВ.5 лог "0"

{ PORTD.5 = 0; //то на выходе PORTD.5 лог "0"

}

else // а если PORTВ.5 лог "1"

PORTD.5 = 1; // то на выходе PORTD.5 лог "1"

if (PINB.6 == 0) // условие, если на входе PORTВ.6 лог "0"

{ PORTD.6 = 0; //то на выходе PORTD.6 лог "0"

}

else // а если PORTВ.6 лог "1"

PORTD.6 = 1; // то на выходе PORTD.6 лог "1"

}; //окончание функции (while)

} //окончание главной функции "main". Программы.

Додаток Г5

Рекомендації до виконання завдання в програмі

Proteus ISIS

1. Відкрити вікно програми ProteusISIS відкриється вікно Рис.Г3

Рис.Г3 Вікно програми Proteus ISIS

2. Відкрийте бібліотеку компонентів

Рис.Г4 Вікно бібліотеки компонентів

ДодатокГ-6

3 У вікні KEYWORDS введіть позначення МК, наприклад ATtiny2313 , натисніть ENTE

РисГ5 Вибір компонентів , а саме МК

4.Вибір мікроконтроллеру в бібліотеці, після вибору натисніть ОК

Рис.Г6 Вибір компонентів , а саме МК

Додаток Г7

Рис.Г7 Вибір компонентів , а саме МК

5. Виберіть таким чином резистор , набрав RES кнопку BUTTON;світло діод - LED-RED

Рис.Г8 Схема проекту

ДодатокГ8

Рис.Г9 Кнопка для підключення елементів GROUND(земля) і +5B(напруга живлення)

Змініть опір резистору на 220Ом , також поміняйте тип моделі резистору на digital(цифровий)

Рис.Г10 Встановлення параметрів резистору

Додаток Г9

Збережіть проект у свою папку з ім’ям

Lab2

№лабораторної роботи

Рис.Г11 Збережіть проект

PROGRAM FILE

Рис.Г12 Подвійне натискання на МК відкриє вікно для завантаження файлу прошивки

В строки PROGRAM FILE необхідно вибрати файл прошивки Lab2.HEX

Додаток Г10

Модель мікропроцесорної систем и у програмі Proteus

Рис.Г13Модель мікропроцесорної системи терморегулятора

53