5.2.1. Плата процессора

5.2.2.1. На рис. 3 альбома схем представлена схема электрическая принципиальная платы процессора. Схема состоит из следующих узлов:

• микроконтроллера DD1 с внешним генератором тактовых импульсов - C1, C2, QX1;

• регистра – защелки DD4;

• постоянного запоминающего устройства (ОЗУ) и системы реального времени DD2; QX2, BT1, R2, R35

• супервизора питания - сторожевого таймера DD2 VT1,R1,R3;

• оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) DD3;

• расширителя портов DD5;

• шинных формирователей DD7, DD8.

• гальванической развязки кнопок ручного управления - VS2,…VS9, C8… C15, R1… R21, R26… R33;

• преобразователя ТТЛ уровня в RS232 микросхеме DD6.

• узла отсечки управляющего тока семисторов VT2, VT3, DD9, C3, C16, R4, R5, R34

5.2.2.2. Микроконтроллер DD2, выполнен на микросхеме AT89S55 фирмы «ATMEL», который представляет собой 8-ми разрядный микроконтроллер, со встроенной памятью, в которой хранится управляющая программа. Программа написана на языке ассемблера для микроконтроллера семейства MCS51. Этот микроконтроллер с управляющей программой является одним из основных узлов, определяющий работу всего устройства.

Вывод Х1 и Х2 служат для подключения к внешнему кварцевому резонатору.

Вывод RESET служит для сброса микроконтроллера. Формирует импульс сброса микросхема супервизора DD1.

Выводы P0.0-P0.7 образуют мультиплексный порт данные/адрес (младший байт адреса). Выводы P2.0-P2.5 являются выходами и образуют порт для формирования старшего байта адреса.

Вывод P2.7 служит для активизации микросхемы ОЗУ DD3. Вывод P2.6 служит для активизации микросхемы расширителя портов DD5. Вывод P3.5 является последовательным приёмо-передатчиком связывающий микросхемы DD2 (часы-календарь) с микроконтроллером DD1.Вывод P1.7 является синхронизирующим для DD2. Вывод P3.3 является входом прерывания односекундными импульсами, поступающими от часов DD2.

Вывод ALE служит для фиксации младшего байт адреса в регистре защелке DD4 (по спаду импульса).

Выводы RD и WR служат соответственно для чтения и записи информации в следующие устройства: ОЗУ DD3, расширитель портов.

Выводы TXD и RXD образуют асинхронный приемо-передатчик. TXD – передача данных, RXD – прием данных для связи с абонентами локальной сети контроллера по протоколу АПИ - 2000, которыми являются:

• инженерный пульт,

• плата сетевого адаптера,

• ВПУ последовательного типа,

• ТВП последовательного типа,

• УСК

• детектор транспорта последовательного типа,

Выводы P1.0 P1.1, P1.3 служат для управления блоком защиты от короткого замыкания

Вывод P1.2 является выходом синхроимпульсов частотой 100 Гц для схемы формирования сигнала включения силовых ключей.

Вывод INT0 является входом синхроимпульсов частотой 100 Гц для включения силовых ключей синхронной с сетью питания ~220 В, 50 Гц (внешнее аппаратное прерывания 0).

5.2.2.3. Регистр-защелка 74HC573 служит для формирования младшего байта шины адреса (А0-А7). Выводы D1-D8 являются входами и подключены к мультиплексной шине данных/адреса микроконтроллера. Вывода Q1-Q8 являются выходами, на которых формируется (защелкивается) младший байт адреса по спаду импульса на выводе С.

5.2.2.4. OЗУ микросхемы DD2 FV31256 размером 32 КБ служит для хранения схемы организации движения, которая разрабатывается и записывается в туда с помощью программы «Светофорный пост» и программатора. «Flash-prog»

Выводы А0-А10 служат для задания адреса 1 байта памяти.

Выводы D0-D7 служат для считывания на шину данных одного байта по заданному адресу при «0» на выводе ОЕ.

5.2.2.5. ОЗУ служит для хранения промежуточных данных, используемых управляющей программой.

Выводы А0-А10 служат для задания адреса 1 байта памяти. Выводы D0-D7 служат для подключения ОЗУ к шине данных. Запись в ОЗУ и считывание данных из ОЗУ происходит при подаче «0» соответственно на входы WЕ и ОЕ. Активизация микросхемы ОЗУ происходит при подаче «0» на вход СЕ.

5.2.2.6. Расширитель портов DD5 выполнен на микросхеме D71055C и служит для увеличения числа входных и выходных портов. Выбор микросхемы DD5 производится при подаче «0» на вывод CS. Запись в порт и чтение из порта производится при подаче «0» соответственно на входы WR и RD. Выбор порта производится при подаче адреса на выводы А1 и А0:

• порт PA;

• порт PB;

• порт PC.

Выводы D0-D7 служат для подключения к шине данных микроконтроллера DD1.

Порты PA и PB служат для включения и считывания отклика 32 силовых ключей, организованных в виде матрицы 4 группы по 8 ключей.

Выводы PA0-PA3 являются выходами и служат для выбора адреса группы силовых ключей при их включении (активный уровень 5 В). Всего в контроллере имеется 4 группы (платы) силовых ключей. Их адреса задаются в унитарном коде один из четырех:

• 0001 – плата № 1 (ключи 1…8);

• 0010 – плата № 2 (ключи 9…16);

• 0100 – плата № 3 (ключи 17…24);

• 1000 – плата № 4 (ключи 25…32).

Выводы PA4-PA7 являются выходами и служат для выбора адреса группы силовых ключей при считывании с них отклика (активный уровень 5 В). Их адреса задаются также, как и на выводах PA0-PA3 при включении.

Выводы порта PB являются выходами при включении силовых ключей (активных уровнем является 0 В) и входами при считывании с них отклика.

Порт PC является входным и служит для считывания кода нажатой клавиши с выносного пульта управления.

5.2.2.7. Система реального времени выполнена на микросхеме FM31256, которая работает под управлением микроконтроллера DD1 и выдает следующие значения времени и даты на шину данных: секунды, минуты, часы, дни месяца, дни недели, месяцы, годы.

5.2.2.8. Шинные формирователи 74LS245 (DD7, DD8) служат для увеличения нагрузочной способности портов.

DD7 усиливает сигналы с порта PA микросхемы DD8.

DD8 усиливает сигналы с порта PB микросхемы DD8 при включении силовых ключей («1» на выводе DIR), и усиливает сигналы при считывании отклика с платы силовых ключей («0» на выходе DIR).

5.2.2.9. Гальваническая развязка выполнена на микросхемах VS2 … VS9. Конденсаторы С8-С15 и резисторы R14 - R21 образуют 8 RC – цепочек для подавления наводок и помех, образующихся в линиях связи ВПУ с контроллером.

5.2.2.10. Микросхема супервизора DD2 служит для:

формирования импульса сброса RESET микроконтроллера DD1 при включении питания, при понижении питания ниже 4.65 В, при "зависании" управляющей программы микроконтроллера;

Вывод WDI является входом импульсов подаваемых с вывода TXD микроконтроллера DD1, которые сбрасывают внутренний сторожевой таймер. Если произойдет "зависание" или сбой управляющей программы, то данные импульсы перестанут поступать и произойдет переполнение внутреннего сторожевого таймера. При этом на выходе RESET появится сигнал сброса, который подается на аналогичный вывод микроконтроллера DD1.