Выбор элементов схемы

Центральное место в схеме занимает микроконтроллер, который выполняет арифметические и логические операции, осуществляет программное управление процессом обработки информации. Микроконтроллер собирает данные с датчиков и упаковывает их в стандартную посылку для передачи через интерфейс УАПП.

Выберем микроконтроллер AT89S53-24PI семейства АТ89 фирмы Atmel.

Основными элементами базовой архитектуры семейства (архитектуры микроконтроллера 8051) являются:

· 8-разрядное ЦПУ, оптимизированное для функций управления

· Встроенная Flash память программ

· Встроенные 16-разрядные таймеры/счетчики событий

· Полнодуплексный UART

· Несколько источников прерываний с несколькими уровнями приоритета

· Встроенное ЭСППЗУ

· Интерфейс последовательной шины SPI

· Сторожевой таймер

· Несколько режимов энергосбережения

· Аппаратная поддержка внутрисхемной эмуляции (ONCE - on circuit emulation)

AT89S53-24PI минимальный контроллер в семействе имеющий необходимый для данной реализации УАПП и необходимое количество портов для подключчения датчиков.

Микроконтроллеры семейства AT89 выпускаются для работы при разных значениях напряжения питания и тактовой частоты, определяемой частотой подключенного к микроконтроллеру кварцевого резонатора. Ток потребления зависит от величины напряжения питания и тактовой частоты. В Таблице 1 приведены значения тока потребления в рабочем режиме (Icc) при максимальном значении напряжения питания и Fosc=12 МГц.

Таблица 1- Диапазоны значений у микроконтроллера AT89C1051

Тип МК

Vcc (В)

Fosc (МГц)

Icc (мА)

N

АТ89С1051

2,7-6,0

0-24

15

40

Где Vcc -напряжения питания

Icc -ток питания-тактовая частота- число выводов

Кроме рабочего режима в микроконтроллере может быть переведен в энергосберегающие режимы работы - режим холостого хода (Idle Mode) и режим пониженного энергопотребления (Power Down Mode).

В режиме холостого хода процессор остановлен, периферийные устройства продолжают работать, коды в IRAM сохраняются. Ток потребления уменьшается в 4-5 раз. Перевод в режим холостого хода выполняется по команде в программе, выход из режима - по сигналу сброса или при поступлении любого разрешенного запроса прерывания.

Микроконтроллеры, имеющие N=40, выпускаются в корпусах PDIP4, PLCC40 и TQFP40. Все микроконтроллеры семейства АТ89 программируются и перепрограммируются пользователем.

Стандартно микроконтроллеры имеют 5 источников прерываний: 2 внешних прерывания, 2 прерывания по таймеру и прерывание от последовательного порта. Прерывание по каждому источнику может быть индивидуально разрешено или запрещено путем установки или сброса в соответствующих битов в регистре разрешения прерываний IE, расположенном в пространстве SFR. Для каждого из источников прерываний может быть запрограммирован один из двух уровней приоритета путем установки или сброса соответствующего бита в регистре приоритетов прерываний IP.

Кварцевый резонатор 12 MHz - BQ1

Для задания тактовой частоты работы микроконтроллера DD1 используем кварцевый резонатор BQ1 частотой 12 мГц и двух конденсаторов C2 и C3 ёмкостью 33 мкФ (рекомендовано производителям см PDF), что обеспечит скорость выполнения одного машинного цикла за 1 мкс (12 периодов резонатора) (команды микроконтроллера выполняются за время от 2 до 5 машинных циклов).

АС/DC преобразователь AMEL5-5SEMAZ

Для питания схемы был выбран недорогой (600 рублей) преобразователь АС/DC DD3 AMEL5-5SEMAZ фирмы «AIMTEC» с широким диапазоном входного напряжения 90-264 В переменного тока или 120-370 В постоянного тока и выходным напряжением постоянного тока 5В ± 2%. Использование данного преобразователя значительно уменьшает габариты устройства по сравнению со стандартной схемой с использованием трансформатора, диода и стабилизатора.

Преобразователь физических уровней MAX233

Для сопряжения ПК и микроконтроллера используется интерфейс RS232. Типовым решением для преобразования физических уровней UART (логический «0» = 0В, логическая «1» = +5В) в физические уровни интерфейса RS-232 (логический «0» = -12В, логическая «1» = +12В) является использование микросхемы MAX232. Я использую микросхему MAX233, от знаменитой MAX232 её отличает отсутствие необходимости установки дополнительных конденсаторов, что уменьшает количество элементов и повышает надёжность схемы.

Похожые стьтьи по экономике

Бесконтактные регуляторы напряжения
В связи с широкой автоматизацией производственных процессов, внедрением систем автоматического управления в промышленности, транспорте и других областях народного хозяйства существенно возросли требов ...

Микропроцессорная система обработки дискретной информации
программа микропроцессорный дискретный интерфейс 1. Определить свой базовый адрес, исходя из двух последних цифр шифра. 2. Рассчитать временные задержки и написать программу, обеспечивающу ...

Разработка логической схемы реализации линии связи
  К общей шине (ОШ) подключены несколько абонентов, каждый из которых функционирует автономно в соответствии с управляющей информацией, полученной от специального устройства - арбитра общей ш ...

Разделы

© 2020 - www.frontinformatics.ru