Принципиальная электрическая схема платы микроконтроллера.

Ядром основной платы является микропроцессор, который осуществляет контроль и управление работой всего устройства измерения и стабилизации температуры.

Опишем назначение ножек микропроцессора:

1. Порты RC0 – RC2 и RD0 – RD1 осуществляют управление процессом измерений – это управляющие сигналы для мультиплексоров платы измерений.

2. Порты RD2 – RD7 отведены для работы со схемой индикации.

3. Порты RC3 – RC4 предназначены для работы с интерфейсом RS232. Преобразование данных, передаваемых в линию и принимаемых из нее, осуществляется схемой на основе оптронных пар.

4. Порт RC5 управляет защитным реле, которое предназначено для отключения объекта в случае аварии.

5. Порты RC6 – RC7 осуществляют поддержку интерфейса I2C, необходимого для взаимодействия с электрически стираемым ПЗУ.

6. RA1 – аналоговый вход для измеренных сигналов.

Информация для исполнительных устройств записывается в регистр последовательно. При этом через регистр DD2 сначала пропускается информация для индикации, а уже потом для исполнительных устройств. Таким образом, за один цикл информация записывается во все три регистра. По сигналу STB информация из регистра DD2 проходит на транзисторы и далее на внешний разъем Х4.

Связь с памятью осуществляется по двухпроводному интерфейсу I2C, на который рассчитана микросхема 24LC04B. Запись в память может осуществляться только оператором при нажатии кнопки “Запись”. При этом сигнал WP устанавливается в низкий уровень, и процессор может осуществлять запись информации в память. Сам микроконтроллер не может инициировать процесс записи в память.

На этой плате располагается также трансформаторный блок питания, который преобразует напряжение питания прибора (~220 В, 50 Гц) в уровни питания для всех аналоговых и цифровых элементов трех плат. Для цифровой части генерируется напряжение питания +5 В, а для аналоговой части ±15 В. Цифровая и аналоговая земли разделены.

В связи с особенностями процессора (наличие встроенного аналого-цифрового преобразователя) ему предоставлено отдельное напряжение питания +5 В с аналоговой землей, которая необходима для АЦП. В качестве генератора тактовых импульсов используется внешний кварцевый резонатор с частотой 16 МГц.

Принципиальная электрическая схема платы индикации.

Входными сигналами для платы индикации являются:

1. CLK – синхроимпульсы для регистров;

2. DI – входные данные для регистров (номер сегмента индикации и данные для индикации);

3. STB – строб готовности данных в регистрах;

4. SG9 – сигнал выбора светодиодов.

Выходные данные для этой платы:

1. D0 – данные о нажатии кнопок;

2. SA1 – сигнал с кнопки записи в память.

Принцип работы этой схемы следующий: сначала данные последовательно записываются в регистры DD2 и DD3. Далее, по сигналу STB, они проходят на выходы регистров. Микросхема DD2 – регистр данных, а DD3 – регистр выбора сегмента индикации. В каждый момент времени светится только один из индикаторов, но так как их смена происходит очень быстро, то человеческим глазом это воспринимается как одновременное свечение всех индикаторов.

Одновременно с выдачей данных на индикатор, осуществляется контроль за нажатием соответствующей кнопки. Например, если горит третий сегмент индикатора, то на выходе D0 появляется состояние третьей кнопки. Исключение сделано для кнопки “Запись”, которой выделена отдельная линия SA1.

При низком уровне на линии SG9, данные с регистра DD2 попадают на светодиоды. Единичные светодиоды постоянным свечением индицируют номер выбранного канала; миганием – аварийное состояние канала.

Выходные данные этой платы – информация о нажатии кнопок, которая затем анализируется процессором.