Проектирование системы климат-контроля автомобиля
Информация - Компьютеры, программирование
Другие материалы по предмету Компьютеры, программирование
Федеральное Агентство по образованию
Южно-Уральский государственный университет
Кафедра радиотехнических систем
Пояснительная записка к курсовому проекту
по курсу "Проектирование микропроцессоров"
Проектирование системы климат контроля автомобиля
ЮУрГУ - ПС-435
Руководитель Гак С.П.
Автор проекта студент группы ПС - 435
Белов И.С.
Челябинск 2009
Аннотация
Белов И.С. Система климат-контроля автомобиля. - Челябинск: ЮУрГУ, ПС; 2009,14с,8 илл., 1 таблица, библиография литературы - 6 наименований,1 лист чертежа ф. А3
В данном курсовом проекте разработана система климат-контроля автомобиля. В первой части произведен выбор и расчет необходимых элементов для создания данного устройства. Во второй части приведено описание его работы.
Содержание
Техническое задание
Введение
Расчет и выбор компонентов электрической схемы
Описание работы устройства
Список литературы
Техническое задание
Разработать систему климат-контроля автомобиля.
Параметры:
Диапазон регулируемых температур 16 - 28 градусов.
Питание устройства 11,5-14,3 вольта.
Управление системой осуществляется микроконтроллером PIC 16F628
Датчик температуры - цифровой термодатчик фирмы Dallas DS1821.
Введение
Целью данного курсового проекта является разработка собственной системы климат-контроля автомобиля. Полученные знания в ходе изучения курса "Проектирование микропроцессоров" позволяют создать устройство с использованием сложных цифровых микросхем. Благодаря этому можно получить изделие с наименьшим числом различных компонентов, так как почти все функции способен реализовать микроконтроллер. С моей точки зрения самое главное в нашем проекте - написание программного обеспечения. От правильности алгоритма напрямую зависит работа микроконтроллера, а значит всего устройства в целом. Для отладки программы используется интегрированная среда разработки MPLAB 8.30. С использованием имеющегося там симулятора можно устранить многие ошибки, которые могли бы возникнуть в ходе работы микроконтроллера, что и является главной задачей разработчика.
Расчет и выбор компонентов электрической схемы
Для управления всем устройством выбран микроконтроллер среднего семейства PIC 16F628. Его описание можно найти в технической документации DS40300B компании Microchip Technology Incorporated, USA. Главным условием такого выбора было - аппаратная реализация широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Тактирование микроконтроллера производится от внешнего керамического резонатора частотой 800 кГц. Таким образом, время одного такта составляет 1,25 мкс.
Управление заслонкой радиатора отопителя осуществляется сервоприводом HS-625MG. Управляющий сигнал (Рис.1) - это импульсный сигнал с ШИМ (широтно-импульсной модуляцией), представляющий собой последовательность прямоугольных импульсов с амплитудой 3-5 В и длительностью от 1.1 до1.9мс. Номинальная периодичность следования импульсов обычно 50 Гц (интервал - 20 мс), но сервоприводы сохраняют работоспособность и при достаточно сильном отклонении этого параметра (15-20%). Таким образом скважность управляющего сигнала очень маленькая - от 5,5% до 9,5%.
Рис.1 Сигнал управления сервоприводом
Технические характеристики HS-625MG:
. Напряжение питания 4.8-6 В
. Усилие на валу 5.5 кг/см
. Ток управляющего сигнала 8-10 мА
. Ток при повороте 400 мА
Для задания температуры используются инкрементный энкодер ECW фирмы Bourns. Выходной сигнал (рис.2) - двухбитный код грея, канал А смещен относительно канала В на 90 градусов по часовой стрелке.
рис.2
Отображение заданной температуры выполняется двухразрядным семисегментным индикатором GND-5624BG с общим анодом. Схема соединения диодов рис.3
рис.3
Технические характеристики:
.Подключение - общий анод
2.Прямое падение напряжения 2.1В
.Прямой ток 10 мА
.Цвет зеленый
5.Сила света при Iпр=10 мА 800 мккд
Управление индикатором происходит через восьмиразрядный сдвиговый регистр mc74hc595a с последовательным вводом, последовательным или параллельным выводом информации, с триггером-защелкой и тремя состояниями на выходе
Необходимые технические характеристики:
.Напряжение питания 2-6 В
2.Максимальный ток потребления 75 мА
.Выходной ток на ножку 35 мА
.Входной ток на ножку 20 мА
.Напряжение выхода "0" максимум 0.1В
.Напряжение выхода "1" минимум 4.5В
Дополнительная информация находится в техническом описании MC74HC595A на сайте
Между выходамирегистра и входами индикатора необходимо установить ограничивающие резисторы сопротивлением 280 Ом.
R = (Uп-Uд-Uвых0) /Iд
R = (5-2.1-0.1) /0.01=280 Ом
Для определения температуры в салоне автомобиля служит цифровой датчик температуры DS1821. Зависимость выходного кода DS1821 от температуры приведена в таблице:
ТемператураВыходной двоичный кодВыходной шестнадцатеричный код+1250111 11017Dh+850101 010155h+250001 100119h00000 000000h-11111 1111FFh-251110 0111E7h-551100 1001C9h
Обмен информацией между датчиком и микроконтроллером осуществляется через однопроводной интерфейс 1-Wire. На рисунке 4 показана упрощенная схема аппаратной реализации интерфейса 1-Wire. Вывод DQ уст?/p>