Разработка и изготовление автомата подачи звонков
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?ератор предназначен для генерации импульсов частотой 4 МГц для тактирования микропроцессора и программируемого таймера.
Рис. 9. Блок-схема автомата подачи звонков разработанного Малютиным В.А.
Микропроцессорный блок состоит из микропроцессора, постоянного и оперативного запоминающего устройств, предназначен для управления всеми другими блоками часов. Он осуществляет обработку прерывания полученного от таймера предварительно делает его установку на нужное значение, готовит данные, полученные от таймера, выводит значение на индикатор, считывает значение с клавиатуры, подает сигнал о включении и выключении нагрузки. Дисплей предназначен для вывода реального времени в графическом виде понятном для человека. Клавиатура электронных часов служит для ввода управляющих сигналов, таких как установка часов при нажатии кнопки час, установка минут при нажатии кнопки мин и переключателя для выбора расписания подаваемых звонков. Блок питания предназначен для питания микропроцессора и индикаторов. Симмисторный блок управления осуществляет включение и выключение нагрузки.
Малютин В.А. использовал меньшее количество корпусов за счет использования микроконтроллера, который заменяет корпуса у Яцкива И.С. Но работа его автомата была неустойчивая и подвержена различным помехам, из-за чего часы постоянно сбрасывались и автомат нужно было постоянно перенастраивать.
Блок-схема автомата разработанного нами показана на рисунке 10.
Рис. 10. Блок-схема автомата разработанного нами
Микропроцессорный блок осуществляет обработку данных полученных от RTC, предварительно делает его установку на нужное значение, готовит данные, полученные от RTC, выводит значение на индикатор, считывает значение с клавиатуры, подает сигнал о включении и выключении нагрузки. Дисплей выводит время в графическом виде понятном для человека. Клавиатура служит для коррекции часов. Блок питания предназначен для питания микропроцессора и индикаторов. Опто-семмистор осуществляет включение и выключение нагрузки.
Преимущество нашего автомата в том, что время подсчитывается в отдельной помехоустойчивой микросхеме (RTC) с резервным питанием, для отображения времени используется современный индикатор.
.2 Разработка принципиальной электрической схемы автомата
При разработке нашего автомата было решено оставить микроконтроллер PIC16F84, ранее подобранный Малютиным В.А.
Применение микроконтроллеров PIC16F84 приводит к резкому уменьшению размеров устройства потребляемой мощности и количества используемых элементов. При разработке устройств на микроконтроллерах разработчику электронной схемы необходимо выбрать частоту тактового генератора для поставленной задачи и следить за тем, чтобы максимальная нагрузка на порты ввода вывода не превышала допустимую. Кристаллы PIC16F84 могут работать с четырьмя типами встроенных генераторов. Пользователь может запрограммировать два конфигурационных бита (FOSC1 и FOSC0) для выбора одного из четырех режимов: RC, LP, XT, HS. Кристаллы PIC16... могут также тактироваться и от внешних источников. Генератор, построенный на кварцевых или керамических резонаторах, требует периода стабилизации после включения питания. Для этого, встроенный таймер запуска генератора держит устройство в состоянии сброса примерно 18 мс после того, как сигнал на /MCLR ножке кристалла достигнет уровня логической единицы. Таким образом, внешняя цепочка RC, связанная с ножкой /MCLR во многих случаях не требуется. При частотах ниже 500 кГц, внутренний генератор может генерировать сбойный импульс на гармониках, когда переключается бит 0 порта A. Этого не происходит при использовании внешнего генератора или при встроенном RC генераторе. PIC16F84-XT, -HS или -LP требуют подключения кварцевого или керамического резонатора к выводам OSC1 и OSC2 [5]. Маркировка следующая: XT - стандартный кварцевый генератор, HS - высокочастотный кварцевый генератор, LP - низкочастотный генератор (в основном часовой на частоту 32768Гц) для экономичных приложений.*
Принципиальная электрическая схема автомата, разработанная нами представлена на рисунке 11 и в приложении 1. Также в приложении приведена спецификация радиоэлементов, использованных в автомате.
Рис. 11. Принципиальная электрическая схема
.3 Разработка, изготовление печатной платы
плата автомат звонок микроконтроллер
С помощью САРПР PCAD по принципиальной электрической схеме нами была разработана печатная плата автомата. Результаты этой работы представлены в приложении 3.
Система PCAD может быть использована для решения большого числа задач, которые ставятся перед разработчиками радиоэлектронной аппаратуры. В данном случае нами будут рассмотрены задачи, которые мы решали при проектировании автомата. Во-первых, это проектирование принципиальной электрической схемы и получение ее изображения на бумаге. Во-вторых, это проектирование печатной платы по изображению принципиальной схемы и получение изображений печатной платы с помощью принтера.
Для решения указанных задач можно использовать алгоритм, приведенный ниже.
В начале проектирования мы располагали следующим:
на диске ПК имелся набор программ системы PCAD;
было известно техническое задание на проектирование электронных блоков;
имелись библиотеки радиоэлементов, причем, параметры символьных отображений компонентов (файлы *.sym, соответствующие изображениям ради