2.2.3 Органы управления и индикации.

1. Кнопка СТАРТ/СТОП и индикатор расположены на передней па­нели пульта, а выключатель СЕТЬ и переключатель ПРОВЕРКА/РАБОТА на задней панели прибора.

а) кнопка СТАРТ/СТОП предназначена для запуска и и остановки про­цесса измерения;

б) переключатель ПРОВЕРКА/РАБОТА предназначен для переключе­ния прибора из режима проверки параметров в режим измерения числа паде­ния.

2. Индикатор представляет собой двухрядный 16-разрядный дисплей.

Отображение информации на дисплее согласно алгоритма работы.

Алгоритм работы прибора

Таблица 2

Показания дисплея	Выполняемые операции
1. ВКЛЮЧИТЬ СЕТЬ
2. НАГРЕВ ВОДЯНОЙ БАНИ
ВС (верхняя строка) - показания теку­щего времени * НС (нижняя строка) - «НАГРЕВ БАНИ»	Начало работы сопровождается звуковой сигнализацией (1 с). Включается нагреватель, при дос­тижении 1 = (99 ± 1) °С.
3. ГОТОВНОСТЬ ВОДЯНОЙ БАНИ
ВС - показания текущего времени НС - «ГОТОВ»	Срабатывает звуковая сигнализация.

Примечание - * - показание текущего времени от начала включения прибора.

Управление прибором, вывод информации на цифровое табло и хранение измерительной информации осуществляете: встроенным процессором, предусмотрен вывод измерительной информации в цифровом виде по Я8-232 интерфейсу для связи с персональным компьютером

2.2.4 MAXQ2010 - 16-разрядный микроконтроллер

Для управление прибором ПВЧП-01 и хранения информации используется MAXQ2010 - 16-разрядный микроконтроллер смешанных сигналов с 12-разрядным АЦП, контроллером ЖК дисплея и сверхнизким потреблением энергии (рис.1).

Рис.1 Общее описание MAXQ2010 - 16-разрядный микроконтроллер с низким энергопотреблением, который включает 12-разрядный высокопроизводительный АЦП и интерфейс с ЖК дисплеем. Высокая производительность, низкое энергопотребление и возможности работы с аналоговыми сигналами делают MAXQ2010 идеально подходящим для широкого круга приложений. MAXQ2010 имеет 64КБ Flash памяти, 2КБ встроенного ОЗУ данных, три 16-разрядных таймера и два универсальных синхронно-асинхронных приемо-передатчика. Flash память упрощает прототипирование и выпуск серийной продукции. Вариант ИС с масочным ПЗУ доступен при выпуске большой партии продукции, когда стоимость становится критическим фактором. Для систем со сверхнизким энергопотреблением в MAXQ2010 предусмотрен режим останова, в котором существует возможность отключения отдельных периферийных устройств и переход в один из нескольких режимов экономии энергии. Отличительные особенности: Высокая производительность 16-разрядного ядра MAXQ и при низком энергопотреблении Диапазон рабочего напряжения источника питания от 2.7В до 3.6В 33 команды для основного цикла Три независимых указателя данных ускоряют пересылку данных с использованием автоматического инкрементирования или декрементирования 16-уровневый аппаратный стек 16-разрядное командное слово и 16-разрядная шина данных 16 16-разрядных регистров общего назначения Оптимизация для компилятора С (по скорости работы или компактности кода) Встроенная система автоматической подстройки частоты не требует использования внешней тактовой частоты Особенности подсистемы памяти 64КБ Flash памяти 2КБ встроенное ОЗУ данных Загрузка через JTAG для программирования и отладки Возможности периферии 12-разрядный АЦП со встроенным опорным сигналом и автоматическим сканированием 8 однополярных или 8 дифференциальных входов Скорость преобразования до 312.5ksps Схема контроля напряжения источника питания с настраиваемым пороговым значением 16 x 16 умножение с накоплением при 48-разрядном аккумуляторе за один цикл Три 16-разрядных программируемых таймера с выходами ШИМ 32-разрядный двоичный таймер реального времени с функцией цифровой регулировки Встроенный ЖК дисплей 160 сегментов Не требуется использования внешних резисторов Два коммуникационных порта совместимых с USART, I2C Master/Slave и SPI Master/Slave Встроенный общий и частичный сброс Программируемый таймер контроля Особенности низкого энергопотребления 1мА на 1МГц при работе Flash памяти и питании 2.7В 370нA в режиме останова Режим управления энергопотреблением • MAXQ2010 - 16-разрядный цифро-аналоговый микроконтроллер с уникальным режимом останова для экономии энергии. Режим останова снижает потребление энергии до 370нА в обычных условиях и до 6.5мкА при температуре +85°C, что существенно увеличивает срок работы аккумулятора. Разработанный в соответствии с RISC архитектурой MAXQ2010 совмещает высокоскоростные вычислительные возможности (до 10MIPS на частоте 10МГц) и выборки данных (до 312ksps при работе АЦП с 12-разрядными данными) со сверхнизким энергопотреблением в рабочем режиме (3.1мА при частоте 10МГц). Встроенный преобразователь дает возможность работать непосредственно от одноэлементного литиевого аккумулятора номиналом от 2.7В до 3.6В. • За счет множества встроенных аналоговых и цифровых возможностей и нескольких режимов снижения энергопотребления, MAXQ2010 оптимизирован для однокристальных применений с питанием от аккумулятора. Режим останова особенно ценен для оборудования, которое большую часть времени находится в состоянии ожидания кратковременного включения. Обычными применениями ИС считаются всевозможные датчики, системы сбора данных и регистрация состояния окружающей среды. • Ключевой особенностью MAXQ2010 можно считать режим останова, позволяющий снизить потребление энергии до уровня менее 400нА за счет выполнения специального управляющего кода. В зависимости от выполняемого приложения встроенные контроллер ЖК дисплея и часы реального времени позволяют запоминать активное состояние на время работы режима останова. • MAXQ2010 имеет встроенный 12-разрядный АЦП, обеспечивающий скорость преобразования до 312ksps. Отсчеты поступают для обработки с 8-ми аналоговых входов, которые могут быть включены как однополярные или дифференциальные. АЦП имеет опорное 1.5В ±2% и может быть сконфигурирован автоматически для непосредственного приема отсчетов или использования буфера на 16 отсчетов без вмешательства микроконтроллера. • MAXQ2010 предоставляет ряд важных возможностей для компактных применений с питанием от аккумулятора. Для обмена с пользователем встроенный контроллер ЖК дисплея может непосредственно управлять 160-ю сегментами в 4 строках. Схема контроля напряжения источника питания осуществляет измерение напряжения источника и сравнивает с заданной шкалой в пределах от 2.7В до 3.5В с градациями 0.1В, что позволяет вовремя информировать пользователя о необходимости замены аккумулятора. • Дальнейшее снижение стоимости системы дает использование для MAXQ2010 дешевого кварцевого генератора 32КГц для генерации системной частоты 8.389MГц и поддержки работы часов реального времени. Часы реального времени могут программироваться для работы в режиме генератора импульсов реального или относительного времени, что дает возможность переводить микроконтроллер в режим останова непосредственно или по истечении заданных интервалов времени. • Для ускорения разработки приложений выпущен оценочный комплект, который дает возможность разрабатывать одновременно и аппаратную часть системы на основе MAXQ2010 и программное обеспечение. Комплект непосредственно подсоединяется к ПЭВМ с интегрированной средой разработки. Встроенный порт тестирования совместимый с JTAG MAXQ2010 позволяет осуществлять внутрисистемную отладку приложений на языке С и ассемблер. MAXQ2010 выпускается в 100-выводном корпусе LQFP и работает в температурном диапазоне от -40°С до +85° Основные параметры Ядро MaxQ MIPS 1 F, МГц от 0 до 10 Память: Flash, КБайт 64 Память: RAM, КБайт 2 I/O (макс.), шт. 56 Таймеры: 16-бит, шт 3 Таймеры: Каналов ШИМ, шт 1 Таймеры: RTC Да Интерфейсы: UART, шт 2 Интерфейсы: SPI, шт 1 Интерфейсы: I2C, шт 1 Аналоговые входы: Разрядов АЦП, бит 12 Аналоговые входы: Каналов АЦП, шт 8 Аналоговые входы: Быстродействие АЦП, kSPS 312.5 VCC,В от 2.7 до 3.6 ICC, мА 3.1 TA,°C от -40 до 85 Корпус LQFP-100

Система команд

Микроконтроллеры семейства MAXQ используют общую систему 16- битных команд. Основанная на регистрах архитектура позволяет закодировать все команды как простые операции переноса. Все команды могут записывать данные в регистры или в память или же перемещать данные между регистрами и/или ячейками памяти.

Такое упрощенное декодирование команд по старшим символам позволяет выполнять их за один цикл. Так как вычислительное ядро работает только с регистрами, то новые функциональные возможности могут быть добавлены путем простого добавления модулей. Также простая система команд обеспечивает максимальную гибкость для оптимизации кода компилятором.

Гарвардская архитектура памяти

Память программы, память данных и область регистров в микроконтроллерах семейства MAXQ отдельны друг от друга и доступ к ним осуществляется по отдельным шинам. Этот тип архитектуры памяти (известный как Гарвардская архитектура) имеет некоторые преимущества.

Во-первых, длина слова для различных типов памяти может быть различной. Память программы должна иметь 16- битное слово, так как команды являются 16- разрядными, но системные и периферийный регистры могут быть как 8- так и 16- битными. Так как память данных не предназначена для хранения кода программы, то размер слова памяти данных должен определяться в каждом конкретном случае.

Также, так как доступ к памяти осуществляется вычислительным ядром только через соответствующие регистры, то возможно обеспечить модулям регистров прямой доступ к памяти независимо от вычислительного ядра. Кроме того, возможно иметь несколько типов памяти данных, доступ к которым осуществляется через соответствующие регистры.

Регистры

Так как доступ ко всем функциям в микроконтроллерах семейства MAXQ осуществляется через регистры, следовательно, доступ к общим функциям осуществляется через регистры общего назначения. Многие из этих регистров являются эквивалентом логических функций высокого уровня, обеспечивая формирование оперативных кодов, непосредственно получая доступ к арифметическому логическому устройству (АЛУ), циклическому счетчику и регистраторам указателя данных. Другие, типа регистра прерывания, обеспечивают общее управление и настройку функций, которые имеются у всех микроконтроллеров семейства MAXQ.

Совокупность общих регистров, называемых системными регистрами, состоит из:

• Регистры доступа и управления АЛУ, включающие в себя рабочий аккумулятор и флаги состояния микропроцессора

• Два указателя данных и указатель кадра для доступа к памяти данных

• Автоматически уменьшающийся циклический регистр для ускорения и обеспечения компактности циклов

• Указатель команды и регистры контроля точек ветвления

• Указатель вершины стека и точка доступа к 16-разрядному аппаратному стеку

• Регистры векторов прерывания, идентификации и маскирования

Доступ к периферийным устройствам и другим характеристикам осуществляется через периферийные регистры. Эти регистры, сгруппированные в модули регистров, обеспечивают такие дополнительные функциональные возможности как:

• Последовательный универсальный асинхронный приемопередатчик (UART)

• Быстродействующие таймеры и счетчики

• Последовательный периферийный интерфейс (Serial Peripheral Interface - SPI)

• Аппаратный умножитель

• Часы реального времени

• Модуль мастера шины 1-Wire

• Цифровые порты ввода-вывода общего назначения

Структурная схема:

Типичная схема включения:

Расположение выводов:

Архитектура

2.3 Инструменты и приспособления (универсальные и специальные), применяемые при выполнении операций по монтажу печатных плат.

В процессе сборки, монтажа и ремонта печатных плат монтажнику придется выполнять комплекс механических, слесарных и электромонтажных работ. Это требует наличия соответствующего инструмента. При монтаже печатных плат применяются как стандартные, так и специальные инструменты.

Стандартные инструменты, необходимые монтажнику при монтаже печатных плат: кисти для промывания плат и отдельных элементов и участков платы; набор разных отверток, как с плоской жалобой, так и с крестообразным, набор часовых отверток; набор гаечных ключей плоские и торцевых; плоскогубцы и круглогубцы монтажные малогабаритные для формирования выводов электрических радиоизделий перед их установкой на печатную плату, а также для изгиба твердых монтажных проводов под прямым углом или с закруглением изгиба; бокорезы, применяемые для откусывания монтажных проводов и лишних выводов элементов; медицинский пинцет длиной 150 мм для удерживания элементов во время доли или их выпаивания; ножницы с длиной режущих покромок 70 мм, используемые для резания бумаги, картона и лакоткани; молоток массой 50 - 100 м для расклепывания заклепок и других ударных работ; линейки измерительные длиной 500 мм для мерной отрезки проводов; паяльное оборудование различного рода (паяльники, паяльные станции с различным термоинструментом); оборудование для демонтажа электронных компонентов; различные оптические приборы для облегчения и более точного позиционирования на контактных площадках SMD компонентов.

Специальные инструменты и приспособления, применяемые при выполнении работ из монтажа печатных плат: подставка для паяльника; подставка под платы; теплоотводы разных типов, применяемые при пайке полупроводниковых приборов и интегральных микросхем; електролудилка для лужения выводов путем погружения выводов в расплав припоя; електрогорелка для снятия изоляции из концов монтажных проводов; браслет наручный для снятия статических зарядов с руки монтажника; приспособление и шаблоны разных типов для формирования выводов элементов; пробник звуковой для прозвонки электрических цепей. Набор инструментов необходимых для монтажных работ представлен на рис. 3, 4,5.

Рисунок 2 – Инструменты для монтажа печатных плат

Рисунок 3 – Держатель для платы с закрепленной в нем платой

Рисунок 4– Инструменты для монтажа печатных плат