Разработка микропроцессорной системы управления насосным агрегатом
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
аметра, единица измеренияБуквен. обознач.НормаВремя воздействия предельного режима эксплуатацииПредельно-допустимый режимНе менееНе болееНапряжение питания, ВUСС4,755,25Не более 30 минутОпорное напряжение, ВUREF1 UREF20 -2,52,5 0Диапазон входных аналоговых напряжений, ВUIRN-2,52,5Входное напряжение высокого уровня, ВUIH3,6UСС-0,1Входное напряжение низкого уровня, ВUIL00,4Частота пребразования (тактирования), МГцfC-1,6
Электрическая функциональная схема представлена на рисунке 9.
Рисунок 9 - Электрическая функциональная схема K572ПВ
Обозначение выводов K572ПВ представлено на рисунке 10.
Рисунок 10 - Обозначение выводов K572ПВ
3.4 Микросхема К531ГГ1
Микросхема К531ГГ1 (рис.11) содержит два одинаковых автоколебательных мультивибратора, у каждого из которых имеются входы управления частотой повторения импульсов (FI1 и FI2) и входы выбора диапазона генерируемых частот (D1 и D2), инверсные входы разрешения работы (E1 и E2), а также входы СH подключения внешнего резонатора (конденсатора или пьезоэлектрического резонатора). На выходе мультивибраторов (Q1 и Q2) формируются прямоугольные импульсы напряжения типа "меандр" (скважность Q=2).
Рисунок 11 - Микросхема К531ГГ1
4. Разработка алгоритма работы микропроцессорной системы управления насосным агрегатом
МПС работает в следующей последовательности:
-инициализация системы;
-опрос датчиков;
-управление насосным агрегатом;
-обмен данными с диспетчерским пунктом;
-переход ко второму пункту.
Алгоритм работы МПС отображен на рисунке 12.
Рисунок 12 - Алгоритм работы МПС
5. Разработка принципиальной схемы микропроцессорной системы управления насосным агрегатом
На основе разработанной функциональной схемы и выбранной элементарной базы построена принципиальная схема, представленная в приложении А.
К МПС должна обеспечивать:
-опрос 7 аналоговых датчиков;
-сбор 8 дискретных сигналов;
-формирование 4 дискретных управляющих воздействий.
Расчет необходимого объема памяти данных производится по формуле
, (1)
где и - количество аналоговых и дискретных входных сигналов соответственно; и - разрядность аналогового и дискретного сигналов.
В нашем случае и .
В итоге для хранения данных опроса датчиков необходимо
(2)
В качестве центрального блока системы выбран микроконтроллер КМ1816ВЕ51.
Для хранения данных используется встроенные 128 байт памяти программ МК. Программа будет храниться в резидентной памяти программ.
Для опроса аналоговых датчиков используется микросхема К572ПВ4. К преимуществам микросхемы относятся:
-наличие встроенного мультиплексора;
-автоматический опрос датчиков без участи микропроцессора;
-хранение результатов преобразования по каждому каналу во встроенной статической памяти.
Так как у МК нет выходов генератора, для формирования тактового сигнала используется микросхема генератора К531ГГ1.
Для организации обмена информации с диспетчерским пунктом используется встроенный в МК приемопередатчик. Однако ПП КМ1816ВЕ51 передает данные с помощью пятивольтовых логических сигналов: единица представляется уровнем напряжения от 2,4 В до 5 В, а нуль - от 0 до 0, 8 В. При передаче по каналу RS-232 нуль и единица кодируются одинаковыми по величине (от 5 до 12 В), но разными по знаку сигналами.
Поскольку для передачи по RS-232 пятивольтовые логические сигналы должны быть преобразованы в сигналы другого уровня, в МПС используется микросхема MAX202E от Maxim. Она содержат преобразователь напряжения из +5 В в 10 В и каскады, осуществляющие преобразование логических сигналов стандартного пятивольтного уровня по стандарту RS-232. Она содержит преобразователи логического уровня для двух приемников и двух передатчиков, из которых используется только один приемопередающий канал.
К выводам XTAL1 и XTAL2 микроконтроллера DD1 подключается кварцевый резонатор ZQ1 на 12 МГц. Для более стабильного запуска выводы кварцевого резонатора соединены с общим проводом через конденсаторы С1 и С2 емкостью 21 пФ.
При подаче напряжения питания на микроконтроллер обязателен сброс микроконтроллера. С этой целью вход RST соединен с шиной питания через конденсатор С3 емкостью 6 мкФ и с общим проводом - через резистор R1 сопротивлением 100 кОм. В момент включения питания конденсатор разряжен, и вход сброса оказывается под потенциалом, близким к напряжению питания. Несмотря на снижение этого потенциала вследствие заряда С3, в течение десятка миллисекунд уровень сигнала на входе сброса остается единичным, и осуществляется корректный запуск микроконтроллера.
На вход подается логическая единица, т.к. микроконтроллер будет выполнять программу из резидентной памяти.
К линиям порта P0 МК DD1 подключены дискретные входные сигналы DDAT1-DDAT8. К линиям порта P1 подключена АЦС DA1. На линиях P1.0-P1.3 формируются дискретные управляющие воздействия DOUT1-DOUT4.
Так как аналоговые датчики, подключаемые к АЦС DA1 должны иметь выходным параметром напряжение, находящееся в диапазоне от 0В до 2,5В. Для преобразования токовых сигналов датчиков в сигнал напряжения используются резисторы R2-R13.
Список источников
1.
.
.