Прибор контроля постовой охраны
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
данному порту напрямую зависит от частоты работы контроллера, применим кварцевый резонатор, который работает на частоте 4 МГц. При этом погрешность составляет 0,2%. Расiитаем значение регистра UBBR, который отвечает за скорость последовательного интерфейса UART:
UBBR= XTAL/(16*baudrate)-1,
Где XTAL-частота кварцевого резонатора в герцах в секунду, baudrate - скорость передачи данных в битах в секунду. Получаем:
UBBR= 4 000 000/(16*9600)-1=25;
Блок выходных цепей организован на микросхеме TDA2003:
Основные характеристики микросхемы TDA2003 представлены в таблице 1:
Таблица 1 - основные характеристики TDA2003
Pвых max, Вт, при Kг=10 %4,5Rнагр, Ом, не менее2Kг, %, не более0,5Iпот, мA, при Uвх=010...80Uвх, мВ, не более42Uпит, В8,5...16,5Типовая схема включения микросхемы TDA2003 представлена на рисунке 2.4.
Рисунок 2.4 - Типовая схема включения микросхемы TDA2003
Вход аудиоусилителя подключается к порту SPK1N GSM модуля.
Стабилизаторы напряжения прибора стабилизируют сетевое напряжение 12В до следующих постоянных напряжений:
+4В - для питания GSM-модуля.
+5В - для питания микроконтроллера.
Питание +5В организуется линейным стабилизатором напряжения КР142ЕН5А. Питание модуля +4В требует особого подхода. Простой линейный стабилизатор не подойдет, так как модуль требует возможности пикового тока в 2А, что обычный линейный стабилизатор не способен обеспечить. Вследствие, приходится использовать более дорогой стабилизатор напряжения LM1085. Изображение стабилизатора напряжения LM1085 представлено на рисунке 2.5.
Типовая схема включения стабилизатора напряжения LM1085 представлена на рисунке 2.6.
Рисунок 2.6 - Типовая схема включения стабилизатора напряжения LM1085
Выходное напряжение модуля расiитывается по следующей формуле:
(1)
Для выходного напряжения в 4 вольта подбираем номиналы:
R1=5.6 кОм, R2=10 кОм.
Блок индикации. В приборе использована как световая индикация (светодиод), так и звуковая индикация (звуковой излучатель). Типовая схема подключения светодиода к микроконтроллеру представлена на рисунке 2.7.
Рисунок 2.7 - Типовая схема подключения светодиода к микроконтроллеру
При логическом нуле на порту микроконтроллера, через резистор R2 ток не протекает, соответственно транзистор VT1 закрыт. Следовательно, ток в цепи коллектор-эмиттер отсутствует и светодиод не горит. При подаче логической единицы на порт микроконтроллера (пять вольт), на базу транзистора поступает ток, ограничивающийся резистором R2 (обычно около 4 кОм), который открывает транзистор. В цепи коллектор-эмиттер протекает ток, ограничивающийся резистором R1. Светодиод зажигается. Применение транзисторной развязки защищает порт микроконтроллера от короткого замыкания и не зависит от питания микроконтроллера.
Типовая схема подключения звукового излучателя к микроконтроллеру представлена на рисунке 2.8.
Рисунок 2.8 - Типовая схема подключения звукового излучателя к микроконтроллеру
Логика работы такой схемы включения аналогична логике индикации светодиодом. Отличается лишь тем, что транзистор открывается и закрывается на звуковой частоте, которая может регулироваться широтно-импульсной модуляцией, регулируемой микроконтроллере. Изменяя скважность импульсов, мы изменяем частоту, соответственно, изменяем тональность звука. Но в данном курсовом проекте будем использовать пьезо-излучатель. Управляется так же, но частота регулируется в небольших пределах. Это достаточно для индикации нажатия кнопок.
В данном курсовом проекте все транзисторы используются исключительно в качестве ключей. Так как к транзисторным ключам не предъявляется больших требований, достаточно использовать так называемые цифровые транзисторы - транзисторы, выполненные в корпусе со встроенными токоограничивающими резисторами. Это избавляет нас в необходимости от монтажа дополнительных резисторов на плату, что экономит место на плате, резисторы, а, соответственно, уменьшает стоимость готового изделия. Подключаются транзисторы непосредственно к портам микроконтроллера. Будем использовать в качестве цифрового транзистора BCR108, выполненным в корпусе SOT23. Изображение данного транзистора представлено на рисунке 2.9.
Рисунок 2.9 - Цифровой транзистор BCR108
Блок управления организован тремя управляющими кнопками. Типовая схема подключения кнопок к микроконтроллеру представлена на рисунке 2.10.
Рисунок 2.10 - Типовая схема подключения кнопки к микроконтроллеру
При разомкнутой кнопке напряжение на порту становится равным напряжению питания (пять вольт) - логическая единица. При замыкании кнопки напряжение на порту становится равным напряжению земли (ноль волт) - логический ноль.
Так как логические уровни у GSM модуля и микроконтроллера не совпадают (0 и 3.3В у модуля, и 0 и 5В у контроллера, соответственно), необходимо иметь средства понижения сигнлала с 5В до 3.3 вольт, и повышения сигнала с 3.3 вольт.
Понижение сигнала выполним с помощью обычного резистивного делителя. Типовая схема резистивного делителя представлена на рисунке 2.11.
Рисунок 2.11 - Типовая схема резистивного делителя
Резисторы расiитываются таким образом, чтобы было верным следующее выражение:
,(2)
где R1 - резистор верхнего плеча, R2 - резистор нижнего плеча резистивного делителя.
Для простоты раiетов, примем выходное напряжение как половину входного, так как параметры моду