5. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ПРИБОРА

Для разработки принципиальной схема прибора была выбрана следующая элементная база.

Микроконтроллер AT89C51.

Сдвоенный операционный усилитель К574УД2 для построения ГЛИН и компаратора АЦП.

Микросхема КР1533ТЛ2 для схемы УСО.

Микросхема TC232 для интерфейса RS-232.

Микросхемы КР1533ИР23 для управления индикаторами и опроса клавиатуры.

Разработанная принципиальная схема приведена в приложении.

Прибор состоит из двух блоков - блока ввода и индикации, и блока контроллера.

Рассмотрим подробнее работу принципиальной схемы.

Сигнал с датчика скорости (контакт 5 разъема Х1) поступает на УСО (DD1A). Сформированный сигнал поступает на вход INT1 микроконтроллера. Сигнал с датчика частоты (контакт 4 разъема Х1) поступает на УСО (DD1B). Сформированный сигнал поступает на вход INT0 микроконтроллера. Стабилизатор напряжения питания прибора выполнен на интегральном стабилизаторе DA1 КР142ЕН5. Напряжение на выходе +5 В. По входу и выходу стабилизатора имеются фильтры по питанию (L1, С5-С9). Для защиты прибора на входе схемы по питанию имеется диод VD3. АЦП выполнен на ОУ DA2. УСО датчика напряжения составляют элементы R6, C17, VD4, R16, R17. ГЛИН выполнен на элементах DA2B, R20, C16. Генератор запускается сигналом START с порта вывода P2.7 микроконтроллера. Разряд накопительной емкости C16 производится сигналом RES с порта P2.6. На элементе DD1C выполнено УСО датчика положения коробки передач. Данные о включенной передаче поступают в последовательном коде на вход P1.3 микроконтроллера.

На элементах DD1(D-F) выполнен генератор импульсов 32768 Гц, который служит для привязки работы контроллера к реальному времени. Сигнал от генератора поступает на вход таймера T1 микроконтроллера DD2. Для сопряжения контроллера прибора с интерфейсом RS-232 используется микросхема DD5 (TC232). Интерфейс реализован с применением сигналов аппаратного управления DTR и DSR. Для хранения долговременных данных используется микросхема Flash ПЗУ 24С02. Объем данных составляет 256 байт. Для сопряжения микроконтроллера с индикаторами и клавиатурой используются 2 регистра - DD3 и DD4. Для уменьшения энергопотребления и аппаратных затрат используется динамическая индикация Для того, чтобы не вводить дополнительные схемы регистра и дешифрации адреса запись в регистры производится по сигналам с портов вывода P2.0 и P2.1. Регистр DD4 - регистр адреса индикатора. Регистр DD3 - это регистр данных индикатора, в него записывается код символа, выводимого на индикатор, номер которого в данный момент находится в регистре адреса.

Блок индикации включает в себя дешифратор адреса индикатора DD1 (555ИД3), семисегментные индикаторы тахометра HS1-HS4 (АЛС324А), семисегментные индикаторы спидометра HS5-HS7 (АЛС324А), линейные светодиодные индикаторы квазианалогового тахометра HL1-HL4 (АЛС345А), светодиодные индикаторы HL5-HL12.

Клавиатура SB1-SB8 подключается через разделительные диоды VD1-VD8 к выходам дешифратора DD1. Сигнал сканирования клавиатуры KB1 поступает на порт P1.2 микроконтроллера. Звуковой пьезокерамический сигнализатор BA1 подключается непосредственно к порту вывода микроконтроллера Р2.2.