Микропроцессорная система управления объектом

курсовая работа

6. Разработка принципиальной схемы пульта управления

В схему пульта управления входят блок расширения ввода/вывода, кнопки «прерывания от оператора», «сброс», «останов», логика формирования запроса прерывания. С помощью пульта управления оператор получает возможность управлять работой микропроцессорной системой управления объектом: запускать ее и останавливать, выдавать значения некоторых установок (констант), снимать с индикаторов информацию о состоянии объекта и т.д.

Блок расширения ввода/вывода включает в себя схему индикации, регистр установки К, которые реализованы на микросхемах DD3 типа PCA9535 и DD4 типа PCF8574.

PCA9535 - 16-разрядный маломощный порт ввода/вывода с управлением по шине I2C. Цоколевка микросхемы PCA9535 представлена на рисунке 14.

Рисунок 14 - Цоколевка PCA9535

PCF8574 - 8-разрядный маломощный порт ввода/вывода с управлением по шине I2C. Цоколевка микросхемы PCA9535 представлена на рисунке 15.

Рисунок 15 - Цоколевка PCF8574

Схема индикации предназначена для вывода информации о состоянии системы на пульт управления. В состав схемы индикации входят 15 выводов микросхемы DD3 (IO0.0-0.7 и IO1.0-1.6) и 15 светодиодов HL1-HL15 типа КИПД05А. Выходы регистров имеют повышенную нагрузочную способность, что позволяет подключать светодиоды непосредственно к ним. Резисторы R40-R54 ограничивают ток через светодиоды на уровне 5 мА.

Порт IO0 микросхемы DD3 и светодиоды HL1-HL8 образуют регистр индикации РИ1. Регистры РИ2 и РИ3 построены на базе порта IO1 DD3. При этом светодиоды HL9-HL16 образуют регистры РИ2 и РИ3. Схема установки реализована на микросхеме DD4 (порт P) подключением тумблеров установки SA2-SA9 типа DS-431. С помощью данной схемы оператор может выдавать значение некоторых установок (констант).

Синхронный последовательный порт MSSP микроконтроллера работает в режиме совместимости с шиной I2C. Передача данных происходит по двум линиям: SCL (тактовые синхроимпульсы) и SDA (данные).

Схема блока расширения ввода/вывода представлена на рисунке 16. В качестве светодиодов HL1 - HL16 светодиоды типа КИПД05А с характеристиками Iпр=5 мА , Uпр=1,8 В. В соответствии с этим определим значение сопротивления резисторов R40 - R54, R67:

.

Ом.

Согласно ряду Е192 в качестве резисторов R40 - R54, R67 выберем С2-14-0,25-642 Ом ±0,1%.

Резисторы R38 и R39 выберем сопротивлением 6,9 кОм, а резисторы R55 - R62 - номиналом 1 кОм. Конденсаторы С14 и С15 имеют емкость 100 мкФ.

В состав пульта управления входит также кнопка SB1 «Сброс», при нажатии на которую формируется низкий уровень напряжения на входе MCLR контроллера, что приводит к сбросу последнего.

При нажатии на кнопку SB2 «Прерывание от оператора» на светодиоды HL1-HL4 регистра индикации РИ1 выводятся следующие значения:

· последнее значение Y1;

· результат сравнения N > Q;

· значение выражения ;

· значение выражения ;

На светодиоды регистра РИ2 в этом случае выводится значение константы Q.

В качестве кнопок SB1 - SB3 будем использовать кнопки типа ПКн-21. Схемы включения кнопок приведем на рисунке 17.

Рисунок 16 - Схема блока расширения ввода/вывода

Рисунок 79 - Схема включения кнопок

Логика формирования запросов на прерывания реализована на микросхеме типа КР1533ЛА4. Цоколевка микросхемы КР1533ЛА4 приведена на рисунке 18. Потребляемый ей ток составляет 2,2 мА.

Рисунок 18 - Цоколевка микросхемы КР1533ЛА4

Схема формирует сигнал прерывания в следующих случаях:

- появление высокого уровня напряжения на выходе схемы контроля напряжения питания (напряжение питания отсутствует);

- появление высокого уровня на выходе устройства сопряжения с датчиком аварийной ситуации;

- нажатие кнопки SB2 «Прерывание оператора».

Если хотя бы один из уровней в активном состоянии, то сигнал запроса прерывания поступает на вход INT контроллера.

Рисунок 19- Логика формирования запросов на прерывание

В качестве аварийной сигнализации используется зуммер. Аварийная сигнализация подключена к линии 4 порта D МК. Схема аварийной сигнализации представлена на рисунке 20.

Рисунок 20 - Схема аварийной сигнализации

Блок организации запроса прерывания предназначен для увеличения количества источников внешнего прерывания. В качестве модуля расширения применяется строенная двухконтактная микросхема DD2 КР1533ЛЕ1. Так как используется базис ИЛИ-НЕ, то прерывания будем определять по заднему фронту сигнала на входе внешнего прерывания INT.

Выходной сигнал схемы блока организации запроса прерывания в базисе И-ИЛИ-НЕ имеет вид:

, (10)

где - сигнал от кнопки «Прерывание оператора»; - сигнал от аварийного датчика .

Переведем выходной сигнал схемы блока организации запроса прерывания в базис ИЛИ-НЕ:

(11)

Схема блока организации запроса прерывания приведена на рисунке 21.

Рисунок 21- Схема блока организации запроса прерывания

Делись добром ;)