Автоматизация работы теплового насоса
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
оты ремонта.
В качестве центрального узла могут быть применены различные микропроцессоры и микроконтроллеры, например, микропроцессоры I8086, PIC - контроллеры, семейство MCS - 51. В случае использования микропроцессора потребуется подключение большого числа БИС обрамления. Поэтому рациональнее применить микроконтроллер, имеющий интеграцию всех необходимых для работы центрального микропроцессора узлов в одном кристалле.
В данном устройстве в качестве управляющего органа будет использована однокристальная микроЭВМ 80С552 фирмы Philips. Этот кристалл содержит ядро и систему известного микроконтроллера 8051 фирмы INTEL, но значительно превосходит его набором встроенных аппаратных средств и гибкостью их применения. Из аппаратных средств можно отметить наличие встроенных аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и аналогового коммутатора. Следует также отметить, что данный микроконтроллер требует наличие внешнего ПЗУ. Кристалл 80C552 имеет следующие возможности:
.систему команд и архитектуру 8051. При использовании внешнего быстродействующего ПЗУ позволяет применять кварцы до 30 МГц. Нижний порог частоты возбуждения 1,2 МГц;
.внутреннее ОЗУ - 256 байт, не считая управляющих SFR регистров;
.адресует по шине до 64кбайт внешнего ПЗУ и столько же дополнительной внешней памяти данных;
.два 16 битных таймера Т0 и Т1 стандартной архитектуры от 8051;
.дополнительный (плюс к двум стандартным) 16 - битный таймер Т2, сопряженный с 4 встроенными схемами чтения на лету и с 3 регистрами сравнения на лету. Узел защелкивания позволяет аппаратно измерять интервалы на 4 диаграммах дискретных сигналов одновременно. Узел сравнения позволяет аппаратно генерировать одновременно до 8 диаграмм дискретных сигналов;
.10-битный АЦП с 8-ми канальным мультиплексором и схемой выборки-хранения при входе. Время преобразования 37,5 мкс при частоте кварца 16 Мгц. Опорное напряжение задается внешним источником. Аналоговые схемы имеют изолированные от цифровых цепей входы питания плюс Avdd и аналоговый общий Avss. Это позволяет значительно уменьшить шумы. Общий Avss должен подсоединяться внешними цепями к цифровому общему Vss в оптимальной для конкретной схеме точке (уменьшение импульсных шумов из-за бросков тока). Положительное питание Avdd не должно превышать уровень питания цифровых цепей кристалла более чем на 0,7 В. Его следует фильтровать от импульсных помех. На рис. 4.2.1 приведена схема подключения некоторого источника сигнала Vin к одному из 8-ми входов аналогового мультиплексора ADCx.
.
Рисунок 4.2.1. Схема питания встроенного АЦП
Здесь реализована простая RC-фильтрация питания аналоговых цепей кристалла и опорных напряжений. Предусмотрена защита с помощью диодов входа 80С552 от электрического пробоя при случайном выбросе напряжения на входе Vin. Наилучший динамический диапазон АЦП дают значения опорных напряжений дают значения опорных напряжений равные + AVref = AVdd и - AVref = AVss. При этом опорные напряжения не должны выходить за указанные пределы более чем на 0,2 В.
.два независимых 8 - битовых ШИМ генератора с программно регулируемым периодом следования (могут использоваться как выходы ЦАП);
.пять стандартных портов ввода-вывода. Из них два использованы как микропроцессорная шина, а остальные имеют альтернативные функции;
.сторожевой таймер T3.
Условное обозначение 80С552 показано на рисунке 4.2.2.
Рисунок 4.2.2 Условное обозначение 80С552
В таблице 4.1. приведены обозначения и назначение выводов кристалла 80С552.
Таблица 4.1. Назначение и номера выводов 80С552
ОбозначениеНожкаНазначение выводов и альтернативные функцииVDD2Питание +5 В цифровых схем кристаллаSTADC3Внешний пуск АЦП. Пуск может быть и по программе. Не оставлять этот вывод висящим в воздухе./PWM04Инверсный Выход ШИМ генератора 0/PWM15Инверсный Выход ШИМ генератора 1/EW6Инверсный Вход разрешения встроенному сторожевому таймеру Т3. Не оставлять этот вывод висящим в воздухе.P0.0 - P0.757...50Порт0. Двунаправленная мультиплексированная шина данных и младших адресов А0 - А7. Р1.0 - Р1.716...23Порт1. Двунаправленный порт. Имеет следующие альтернативные функции:CT0I - CT3I16...19Входы для четырех схем захвата таймера Т2. T220Вход внешних импульсов для таймера Т2 (могут быть внутренние)RT221Вход внешнего сброса для таймера Т2 SCL22Линия синхронизации последовательной шины I2C SCLSDA23Линия данных последовательной шины I2C SDAР2.0 - Р2.739...46Порт2. Выход старшей половины адреса А8 - А15 Р3.0 - Р3.724...31Порт3. Двунаправленный порт. Имеет следующие альтернативные функции:RxD24Вход UARTTxD25Выход UART/INT026Инверсный вход внешнего сигнала прерывания 0/INT127Инверсный вход внешнего сигнала прерывания 1T028Вход внешних импульсов для таймера_0 (могут быть внутренние)T129Вход внешних импульсов для таймера_1 (могут быть внутренние)/WR30Инверсный Выход строба записи во внешнюю память данных/RD31Инверсный Выход строба чтения из внешней памяти данныхР4.0 - Р4.77...14Порт4. Двунаправленный порт. Имеет следующие альтернативные функции:CMRS0 -CMRS57...12Выходы с установкой или сбросом при достижении таймером Т2 заданного значенияCMТ0 -CMТ513, 14Выходы с изменением на противоположный логического уровня при достижении таймером Т2 заданного значенияР5.0 - Р5.768... 62, 1Порт5. Двунаправленный порт. Имеет альтернативные функции в виде аналоговых каналов мультипл?/p>