1.5 Разработка модуля энергонезависимого озу

Для построения энергонезависимого ОЗУ выберем микросхему памяти BQ4010LY-404756 фирмы Texas Instruments Incorporated (DD5). При необходимости этот же модуль можно использовать как обычное ОЗУ. В проектируемой МПС достаточно включить одну микросхему BQ4010LY-404756, так как в совокупности с внутренней памятью емкости общей памяти данных системы хватает для хранения данных системы даже с учетом запаса.

Данная микросхема представляет собой статическое ОЗУ со встроенным источником питания. При наличии внешнего питания микросхема работает как обычное статическое ОЗУ. При падении напряжения ниже 4.62 В память защищается от записи, все выходы переводятся в состояние высокого импеданса, при этом обеспечивается завершение текущего цикла записи. При падении напряжения питания ниже 3 В происходит подключение внутреннего источника питания. При подключенном внутреннем источнике питания содержимое памяти может сохраняться до десяти лет. После включения внешнего питания защита от записи сохраняется в течение 120 мс максимум.

Микросхема имеет емкость 8К х 8, чего вполне достаточно для организации требуемого техническим заданием резерва в 10 – 20 раз.

Сигнал выбора поступает на вход микросхемы. Адресные входы А0 - А12 микросхемы подключаются к линиям a0..a12 шины адреса соответственно. Входы/выходы данных D0...D7 подключаются к линиям d0..d7 шины данных соответственно. Вход (запись) микросхемы подключен к выводу микроконтроллера, а вход (чтение) подключен к выводу микроконтроллера. Запись и считывание в/из микросхемы BQ4010LY-404756 осуществляется подачей низкого уровня на вход соответствующего режима, при низком уровне на входе выбора микросхемы .

1.6 Разработка модуля ввода аналоговых величин

Модуль состоит из аналогового мультиплексора (DD3), схемы преобразования аналоговых сигналов (аналого-цифровой преобразователь (АЦП) (DD4)). Также в модуль включен инвертор КР1533ЛН1 (DD10) для согласования активного уровня сигнала выбора мультиплексора.

Преобразование входных аналоговых величин X5 – X7, поступающих от объекта, в цифровую форму N5 – N7 осуществляется 1 канальным АЦП фирмы Analog Devices AD7992 при помощи аналогового мультиплексора ADG409 этой

же фирмы. В качестве источника опорного напряжения для АЦП используется напряжение питания системы.

Выбор данного АЦП сделан, исходя из следующих критериев:

• последовательный ввод информации в микроконтроллер в соответствии с техническим заданием;

• двенадцатиразрядное разрешение цифрового эквивалента обеспечивают допустимую погрешность обработки не более 0,1% в соответствии с техническим заданием;

• низкое потребление и наличие энергосберегающего режима ;

• высокая производительность (t_conv=2 мкс)

Последовательный ввод информации в микроконтроллер осуществляется по интерфейсу I2С. Так как рассматриваемый в работе микроконтроллер AT89S8252 аппаратно не поддерживает данный интерфейс, необходимо программно формировать все необходимые сигналы и их временные параметры. Для реализации протокола I²C выделим порты Р 3.4 (SCL) и Р 3.5 (SDA).

Для начала процедуры ввода аналоговых величин сначала необходимо выбрать канал для ввода. Это производится с помощью аналогового мультиплексора. Выбор мультиплексора осуществляется сигналомenAMUX,

выбор коммутируемого канала осуществляется разрядами a0 и a1 шины адреса. Соответствие между разрядами адреса и номером канала указано в таблице 5. Напряжения будут поступать на входы мультиплексора S1A..S3A соответственно. Также перед началом работы необходимо задать режим работы АЦП. Это производится записью управляющего слова в РУС АЦП.

Таблица 6

Номера каналов мультиплексора

А0	А1	Номер канала
0	0	SA1
0	1	SA2
1	0	SA3

Для записи управляющего слова в регистр управляющего слова (РУС) аналого-цифрового преобразователя сначала необходимо подать на шину I²C адрес АЦП, принять от него сигнал подтверждения, далее передать в АЦП адрес РУС и само слово. Для одноканального режима работы с использованием второго входа как входа для источника опорного напряжения управляющее слово будет иметь вид, указанный в таблице 6.

Таблица 7

Управляющее слово

D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
0	1	0	1	0	0	0	0

Подробнее назначение битов управляющего слова см. в описании АЦП в приложении Д.

Так как в соответствии с техническим заданием необходимо опрашивать каналы один раз за цикл управления, следовательно, выберем режим 1 работы АЦП. В этом режиме команда на начало преобразования данных задается сигналом , данный сигнал формируется на порте Р 1.5 микроконтроллера, его длительность не менее 1 мкс, в соответствии с технической документацией на АЦП. После подачи импульса АЦП начинает преобразование входного сигнала в цифровую форму. Время преобразования – не менее 2 мкс. Сигнал о готовности преобразования alert подается на порт Р1.4. После преобразования результат может быть считан из АЦП. Входной сигнал может лежать в пределах от 0 до V_ref .

Подключим подтягивающие резисторы R11 и R12 к выводам SCL и SDA соответственно, так как эти выводы у АЦП имеют открытый коллектор. Согласно документации на микросхему АЦП и шину I²C выберем резисторы R2 и R3 C1–4 4,7 кОм 0.25Вт ± 5%.