Введение

Микропроцессор (МП) - это программно-управляемое электронное цифровое устройство, предназначенное для обработки цифровой информации и управления процессом этой обработки, выполненное на одной или нескольких интегральных схемах с высокой степенью интеграции электронных элементов.

Широкую популярность микропроцессоры получили благодаря своим функциональным возможностям и эксплуатационным характеристикам, придавшим средствам вычислительной техники и автоматики качественно новые свойства: появились и получили широкое распространение микрокалькуляторы, компьютеры, интеллектуальные роботы, системы автоматизированного проектирования и конструирования. Такие характеристики микропроцессоров как малые габариты, масса, потребляемая мощность, позволили применять их в областях, в которых использование традиционных средств вычислительной техники было принципиально невозможным.

Микроконтроллеры в сочетании с датчиками позволяют создавать эффективные системы контроля в бытовой и промышленной, а также в медицинской технике. Их главные достоинства – универсальность, программная гибкость, возможность цифровой обработки данных и реализации сложных алгоритмов управления. Интеграция в одном корпусе большого количества периферийных устройств обеспечивает компактность и низкую стоимость приборов в условиях сжатых сроков разработки и постановки изделий на производство.

Целью курсового проекта является разработка системы управленияи контроля автомобильными лампами реализованного на микроконтроллере АТ89С2051.

1 РАСШИРЕННОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

1.1 Назначение изделия

Микропроцессорный вольтметр – тахометр предназначен для определения числа оборотов двигателя, а также напряжения бортовой сети.

Микропроцессорный вольтметр – тахометр представляет собой небольшой прибор с тремя светодиодными знаковыми индикаторами, одной кнопкой управления. Конструкция платы позволяет разделить ее на две основные части – индикатор с кнопкой и плату процессора, которые соединяются гибким кабелем.

2. Технические характеристики устройства

Питание: 7 – 6 В постоянного тока

Погрешность измерения: 0,15 В

Диапазон измерений тахометра: 600 – 9999 об/мин

1.3 Технические характеристики микроконтроллера АТ89С2051

Напряжение питания: 2,7 – 6 В

Тактовая частота – 24 МГц

I/O – 32 устройства ввода-вывода

FLASH память – 2 К

Корпус – PDIP/SOIC

Температура: -40 - +70С

2 Разработка электрической схемы принципиальной микропроцессорного вольтметра - тАхометра

2.1 Анализ схемы электрической принципиальной

Электрическая принципиальная схема устройства предоставлена в приложении А.

Транзистор VT1 формирует прямоугольные импульсы для работы тахометра. VT2, VT3, R22, R9, C5, R7 образуют генератор пилообразных импульсов, управляемый процессором. К качеству конденсатора С5 предъявляются достаточно жесткие требования, так как от его стабильности зависит точность работы вольтметра. Транзисторы VT4 – VT7 управляют работой семисегментных светодиодных индикаторов HL1 – HL3. Стабилизированное напряжение питания +5 В вырабатывает интегрированный стабилизатор DA1.

Измерение напряжения производится путем измерения времени от момента начала заряда конденсатора С5 и напряжения с выхода делителя R10, R23.

Работа тахометра основана на измерении периода следования импульсов зажигания. Измеренный период переводится в число оборотов в минуту. Такой способ дает довольно большую дискретность в диапазоне высоких значений, при частотах более 5000 об/мин достигающую 250 – 350 об/мин. Однако в диапазоне меньших скоростей она значительно меньше и составляет в данном приборе не более 12 об/мин при частотах вращения менее 1500 об/мин.

Налаживание прибора, собранного из исправных деталей, заключается в установке коэффициента деления измеряемого напряжения делителем R10, R23 равным 4.

Для этого необходим точный цифровой вольтметр в качестве образцового и источник напряжения с выходным напряжением 8 – 16 В. Включив прибор, необходимо измерить напряжение питания и установить с помощью движка R23 на входе DD1 уровень напряжения в 4 раза меньше напряжения питания.

Далее с помощью R22 необходимо добиться показаний прибора идентичных показаниям образцового вольтметра.

Тахометр настройки не требует. Если двигатель автомобиля имеет датчик Холла в системе зажигания, то клемму входа тахометра XR1 следует подключить к выходу датчика Холла. Как правило, это средний вывод датчика. Если такой возможности нет, то вход тахометра следует подключить к выводу первичной обмотки катушки зажигания, увеличив сопротивление резистора R1 в 20 – 30 раз и более, точно подобрав его значение для получения устойчивых показаний тахометра. Возможно также подключение через емкостной датчик, установленный на высоковольтный вывод катушки зажигания. При установке прибора в автомобиль следует учитывать, что в случае плохого электрического контакта двигателя с кузовом автомобиля показания вольтметра могут отличаться от истинных, особенно при включении мощных потребителей. В этом случае минусовый провод питания прибора целесообразнее всего подключить непосредственно к минусовой клемме аккумулятора. Питание на прибор лучше всего подать от провода, который обесточивается при выключении зажигания.