Миниатюрный вольтметр на микроконтроллере. Дипломная (ВКР). Информатика, ВТ, телекоммуникации.
⚡ 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Миниатюрный вольтметр на микроконтроллере
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
1.1 Сферы применения вольтметров
Цифровой вольтметр предназначен для измерения постоянного
напряжения от 0 до 100 вольт, в одной полярности.
Цифровой вольтметр может использоваться для контроля
напряжения бортовой сети автомобиля или мотоцикла, а также, для контроля
напряжения в различных устройствах и приборах.
контроль напряжения в зарядных устройствах для Li-Ion, NiCd,
Ni-MH, гелевых, щелочных и кислотных аккумуляторов;
контроль напряжения в лабораторных блоках питания, а также в
различных самодельных устройствах и приборах;
контроль напряжения на аккумуляторе во время зарядки. [18].
Рис. 1. Миниатюрный, встраиваемый электронный вольтметр с
анимированным светодиодным индикатором модель MP503
Главная особенность этого миниатюрного вольтметра - это
использование для индикации измеряемого напряжения всего одной светодиодной
матрицы 5х7. Измеренное напряжение (три разряда с разделительной точкой)
выводится в виде бегущей строки. При этом, одновременно видны только два
символа и десятичная запятая. Пример индикации напряжения 7,24 В показан на
рис. 2. Значение выплывает с правой стороны индикатора с частотой примерно 1,2
секунды. Такой способ индикации не вызывает затруднений при ее считывании.
Устройство собрано на микроконтроллере PIC18F2520. Его выбор
обусловлен наличием достаточного числа портов ввода-вывода для управления
светодиодной матрицей LED1 без применения дополнительных микросхем, наличием
встроенных десятиразрядного АЦП и источника образцового напряжения. Для
снижения потребляемого тока и упрощения схемы микроконтроллер тактируется
внутренним генератором.
Напряжение питания постоянное, В…………………………. +7…24
Измеряемое напряжение………………………………. 0,01…99,9
Ток потребления не более, мА………………………………… 55
Матрица 5Х7……………………………………..TA07-11SRWA
Диаметр элемента в светодиодной матрице, мм……………………… 2
Микроконтроллер…………………………………… PIC18F2520
Габаритные размеры, ДхШ, мм……………………………… 38х25
Входная цепь вольтметра состоит из резисторов R14-R17 и
конденсатора С2 и образует автоматический делитель напряжения с изменяемым
коэффициентом передачи. Его изменение осуществляется подключением
дополнительного резистора R17 с помощью порта RA2. Т.е. пока измеряемое
напряжение ниже 10 В, порт RA2 находится в неактивном состоянии. Когда же
напряжение на входе вольтметра превысит 10В, на выходе RA2 выставляется
логический 0 и резистор R17 подключается параллельно R16, увеличивая
коэффициент входного делителя.
С выхода делителя напряжение, пропорциональное входному,
поступает на линию RA0 (вывод 2) микроконтроллера D1.
Использование последовательного соединения двух резисторов
R14-R15 мощностью 0,5 Вт обусловлено необходимостью обеспечить надежную работу,
поскольку их максимальное рабочее напряжение составляет 250 В. На разъемы Х1-Х2
подается измеряемое напряжение. На Х3-Х4 - напряжение питания. В качестве блока
питания можно использовать любой блок с выходным напряжением от 7 до 24 вольт.
Разъем X5 предназначен для внутрисхемного программирования микроконтроллера
PIC18F2520.
Вольтметр смонтирован на печатной плате из двустороннего
фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. Применены резисторы для
поверхностного монтажа размеров 0805 R1-R13, R16-R17 и 1206 R14, R15.
Конденсаторы - размеров 0805.
Наиболее интересное применение модуля - это вольтметры для
лабораторного блока питания или, благодаря оригинальному способу индикации - в
качестве элемента дизайна в моддинговых корпусах для PC. В этом случае, если
будет использоваться несколько индикаторов, можно попробовать на некоторых из
них поменять светодиодную матрицу на матрицу желтого или зеленого свечения.
Также вольтметр можно рекомендовать автолюбителям, для индикации бортового
напряжения в автомобиле.
Этот прибор комплекса предназначен для измерения переменных
напряжений частотой от 30 Гц до 30…100 кГц. [9].
Контроллер CH-c3200 предназначен для индикации и контроля
напряжения постоянного тока в диапазоне (рекомендуемый) от 0,01 до 99.9 вольт.
Он позволяет работать в трех режимах: индикатор, контроль выхода напряжения за
допустимый диапазон, контроль наличия напряжения в установленном диапазоне.
Контроллер позволяет ввести задержку на включения функции автоконтроля с
момента подачи напряжения.
Контроллер имеет функцию калибровки, которая позволяет при
применении входного делителя изменить диапазон измерений, а также при
необходимости отключить индикацию десятичной точки (для индикации в диапазоне 0
- 999).
Контроллер возможно использовать для индикации переменного
напряжения, для этого на вход подключается выпрямитель и калибруется по
эталонному прибору. Индикации можно расширить до 999 вольт (отключается
десятичная точка, устанавливается внешний делитель и калибруется).
Контроллер выпускается в бескорпусном исполнении. Для питания
контроллера может быть использовано переменное напряжение от 8 до 12 (16) вольт
или постоянное 12 (24) вольта. Ток нагрузки выходного ключа не должен превышать
100 мА.
Питание подается на контакты 1,2 соединителя, контакты 3,4
используются для подключения индикатора или исполнительного устройства.
Подается контролируемое напряжение на контакт 9. Контролируемое напряжение не
должно превышать 100 вольт. Для измерения напряжения будем использовать вход
AN0. При помощи перемычек R20 и R18 сконфигурируем входную цепь. В качестве
делителя входного напряжения будем использовать резисторы R1 и R2. Соотношение
20/1 позволит нам измерять постоянные напряжения до 100 вольт. В качестве
опорного напряжения будем использовать напряжение стабилизатора питания
контроллера.
В выбранных нами контроллерах встроен десятиразрядный АЦП,
это значит, что выбранный нами диапазон опорного напряжения 5.0 вольт он
«разделит» на 1024 значения. Т.е. если на вход контроллера AN0 подавать
напряжение от 0 до 5 вольт, то с регистров АЦП ADRESH и ADRESL сможем сосчитать
значение от 0 до 1023.
Как измерить напряжения выше 5 вольт? Для этого используется
входной делитель на резисторах R1 и R2. Выберем R2=10 кОм, потому что входные
цепи АЦП требуют, что бы источник имел сопротивление не ниже 10 кОм. А в целях
уменьшения входного тока, возьмём максимальное значение. R1 выберем равное =
200 кОм для обеспечения необходимого диапазона входного напряжения.
Коэффициент деления 20. Это значит, что напряжение,
поступающее на вход делителя, будет уменьшено на его выходе в 20 раз. При
максимальном входном напряжении на входе контроллера 5 вольт мы сможем измерять
напряжения 5*20=100 вольт, (или для нашего случая 99,9 вольта). Такой диапазон
достаточен для многих устройств, включая и автомобильную технику.
Для индикации минимального значения 0,1 вольт, диапазон
индицируемых значений составит от 0,1 до 99,9 вольт.
Для измерения переменного напряжения необходимо на вход
добавить выпрямительный диод и изменить входной делитель. [10].
Рис. 3. Миниатюрный вольтметр на микроконтроллере ATmega8L
Основой устройства является микроконтроллер ATmega8L. Его
выбор обусловлен наличием достаточного числа портов ввода-вывода для управления
светодиодной матрицей HG1 без применения дополнительных микросхем, наличием
встроенных десятиразрядного АЦП и источника образцового напряжения (2,56 В).
Преобразование входного напряжения в цифровой код выполняет АЦП, а измеренное
значение (три разряда) выводится в виде бегущей строки на светодиодную матрицу
HG1. При этом одновременно видны только два символа. Как показала практика,
такой способ вывода информации не вызывает затруднений при ее считывании.
Поскольку в устройстве не требуется с большой точностью выдерживать временные
интервалы, то с целью снижения потребляемого тока и упрощения схемы работа
микроконтроллера DDI тактируется встроенным RC-генератором с частотой 1 МГц.
Программа для микроконтроллера написана на языке ассемблера,
отлажена и откомпилирована в среде AVR Studio 4.14. В первой строке
директивой.include имеется ссылка на файл m8def.inc. Он содержит описания
предопределенных имен регистров и констант микроконтроллера и входит в состав
среды AVR Studio 4.14. После включения питающего напряжения линии РВО-РВ4
(выводы 14-18) микроконтроллера DD1 конфигурируются как выходы для управления
строками, а линии PDO - PD6 (выводы 2-6, 11,12) - столбцами матрицы HG1.
Сигналы на линиях РС4, PC5 (выводы 27, 28) управляют излучающими диодами
оптопары U1. резисторы R12, R13 - токоограничивающие. Линии ADC2 и ADC3 (выводы
25 и 26) сконфигурированы как входы встроенного АЦП.
Переключателем SA2 осуществляют изменение режимов работы
устройства: измерение постоянного напряжения с автоматическим выбором предела
измерения; измерение переменного напряжения на пределе 700 В; измерение
переменного напряжения на пределе 70 В.
Входная цепь вольтметра состоит из резисторов R1-R7, R9, R10,
диода VD1 и оптопары U1 и образует делитель напряжения с изменяемым
коэффициентом передачи.
Его изменение осуществляется подключением резисторов R9, R10
через полевые транзисторы оптопары U1. Когда они отключены, установлен предел
измерения 9,99 В. При подключении резистора R10 будет установлен предел 99,9 В,
а резистора R9 - 999 В. С выхода делителя напряжение, пропорциональное
входному, поступает на линию ADC3 (вывод 26) микроконтроллера DD1. Выбор
указанной оптопары обусловлен ее способностью работать при низком управляющем
напряжении (1,1… 1,6 В), кроме того, как показала практика, сопротивление
открытого ключа уже при токе 0,5 мА через управляющий светодиод составляет
около 10 Ом и практически не изменяется при дальнейшем повышении тока до
номинального значения 5 мА. Использование последовательного соединения четырех
резисторов R1-R4 мощностью 0,5 Вт обусловлено необходимостью обеспечить
надежную работу, поскольку их максимальное рабочее напряжение составляет 250 В.
Напряжение минусовой полярности на входе микроконтроллера DD1 не должно
превышать 0,5 В Диод VD1 ограничивает напряжение этой полярности до 0.5…0.6 В.
Поскольку на вход АЦП микроконтроллера это напряжение поступает через делитель
напряжения R5-R7, оно не превысит 0,25…0,3 В на любом из пределов. Кроме того,
при измерении переменного напряжения диод VD1 выполняет функции выпрямителя.
Защитный диод VD2 ограничивает значение напряжения на входе АЦП
микроконтроллера до 3,1…3,2 В, что снижает вероятность его выхода из строя при
нарушении работы управляемого делителя напряжения. Дроссель L1 и конденсатор СЗ
образуют фильтр питания аналоговых узлов микроконтроллера DDI. Конденсатор С4
снижает уровень помех на встроенном источнике образцового напряжения 2.56 В.
Резисторы R11, R8 образуют делитель напряжения источника питания, с его выхода
напряжение поступает на второй вход АЦП (вывод 25) микроконтроллера DD1.
Необходимость использования резистивного делителя обусловлена тем, что
напряжение на входе АЦП не должно превышать 2,56 В. [14]
Таблица 1. Сравнительный анализ микровольтметров
Использование
программируемого микроконтроллера
индикация и
контроль питающего напряжения батареек, контроль напряжения бортовой сети
автомобиля
Измерение
напряжения аккумуляторной батареи автомобиля, измерении сетевого напряжения в
домашней сети и в других ситуациях.
Вывод: в ходе сравнительного анализа был сделан взвод о том,
что схема на Рис. 3 является наиболее предпочтительной.
1.3 Системы автоматизированного проектирования
(САПР)
САПР - автоматизированная система, реализующая информационную
технологию выполнения функций проектирования, представляет собой организационно
техническую систему, предназначенную для автоматизации процесса проектирования,
состоящую из персонала и комплекса технических, программных и других средств
автоматизации его деятельности. [16].
Мы опишем следующие виды систем автоматизированного
проектирования:
1. AutoCAD- это Система
Автоматического Проектирования (САПР). Она относится к классу программ CAD
(Computer Aided Design), которые предназначены, в первую очередь, для
разработки конструкторской документации: чертежей, моделей объектов, схем и
т.д.
Программа позволяет строить 2D и 3D
чертежи любых назначения и сложности с максимальной точностью.
Для промышленного двухмерного
проектирования, данная программа предлагает самые эффективные инструменты.
Специализированные, мощные графические пакеты, которые создаются на базе данной
программы, отлично подходят для архитекторов и строителей.
Отличительной особенностью данной
программы является весьма удобный интерфейс, который позволяет приближать или
отдалять изображение на экране компьютера, используя функции панорамирования.
Отличной возможностью для работы в
программе «AutoCAD», является возможность вывода на печать нескольких чертежей.
Последние версии данной программы
эффективно используют возможности трехмерного проектирования, и позволяет
просматривать модели из любой точки, проверять интерференцию и экспортировать
модель для создания анимация, а также извлекать производственные данные и
производить технический анализ.
Для сохранения различных чертежей в
программе «AutoCAD» используются два формата файлов, которые созданы
исключительно для программы «AutoCAD». Так - это форматы *.DXF и *.DWG. При
использовании программы «AutoCAD» Вы легко и просто можете создавать чертежи в
различных слоях и делать видимыми или невидимыми данные слои. [15].
САПР для проектирования печатных плат
(PCB). в пакет включено четыре программы: DipTrace - проектирование плат с
возможностью ручной и автоматической трассировки, количество слоев и компонентов
не ограничено; Schematic - создание принципиальных схем, в том числе и
многолистовых, возможность перевода их в печатные платы; ComEdit - редактор
корпусов, создание корпусов элементов на основе шаблонов или свободное, и
объединение их в библиотеки корпусов для PCB; SchemEdit - редактор компонентов,
создание символов, привязка их к корпусам и объединение в библиотеки
компонентов для cхемотехники и PCB. Имеется большое количество библиотек
корпусов и компонентов, последние содержат более 10 тыс. компонентов наиболее
известных фирм. Поддерживается экспорт в форматы Gerber и N/C Drill, в Gerber
также возможна разметка отверстий (Drill Symbols).
Интуитивно-понятный пользовательский
интерфейс
Многоуровневая иерархия и поддержка
многолистовых схем позволяют быстро и эффективно разрабатывать сложные
принципиальные схемы. Преобразование схемы в плату, обновление проекта из
измененной схемы и обратная аннотация производятся одним кликом. Все объекты
подсвечиваются при работе. Учебник содержит пошаговые рекомендации и проведет
Вас через все этапы создания платы.
Удобное ручное и автоматическое
позиционирование
Функции «Упорядочивание»,
«Позиционирование по списку» и «Автоматическая расстановка компонентов» помогут
Вам легко и быстро оптимизировать расположение компонентов и размеры платы
Эффективные возможности трассировки
Cовременный бессеточный автотрассировщик
способен качественно и быстро разводить как сложные многослойные платы с
разными типами компонентов, так и простые двухслойные проекты. Сеточный
трассировщик может использоваться на простых однослойных платах c перемычками.
Поддержка Specctra DSN/SES позволяет использовать внешние трассировщики.
Развитые средства ручной трассировки дают возможность быстро и эффективно проектировать
нестандартные платы. Размеры плат неограничены.
Широкие возможности проверки проекта на
различных этапах создания позволяют выявить ошибки до отправки файлов
производителю. Проверка включает следующие этапы: автоматизированная проверка
новых компонентов в библиотеках, выявляющая возможные признаки ошибок и
минимизирующая «человеческий фактор»; проверка допустимости соединений в схеме
(ERC); проверка зазоров, размерностей и различных признаков ошибок на плате
(DRC); проверка целостности соединений на плате; сравнение со схемой. Ошибки
выводятся в виде списка и отображаются в проекте, возможно их исправление «на
лету» с перезапуском проверки.
Функция трехмерного предпросмотра
моделирует внешний вид конечного изделия, дает возможность выявить недостатки
компоновки до передачи в производство. Благодаря аппаратному ускорению графики
возможно поворачивать и масштабировать модель устройства в реальном времени. С
программой поставляются более 2.5 тыс 3D-моделей корпусов.
Экспорт принципиальной схемы в формате
Spice-нетлист (.cir) даст возможность промоделировать Ваше устройство в
программе LT Spice или любом другом внешнем симуляторе.
Функции импорта и экспорта позволяют Вам
работать с принципиальными схемами, платами и библиотеками в форматах других
EDA и CAD-приложений: DXF, P-CAD, PADS, OrCAD и Eagle, а также работать с
нетлистами: Accel, Allegro, Mentor, PADS, P-CAD, OrCAD, Protel 2.0 и Tango.
В DipTrace Вы можете получить все
необходимые для производства файлы (Gerber RS-274X, Excellon N/C Drill, DXF).
Векторизация позволяет экспортировать в Gerber-формат TrueType шрифты и
растровые изображения.
Удобные средства разработки компонентов и
корпусов с автоматическим расположением и нумерацией выводов по заданным
правилам позволяют за считанные минуты создавать компоненты любых размеров и
сложности. [16].
. Electric VLSI Design SystemVLSI Design
System - САПР, используемая для разработки электрических схем и проектирования
топологии печатных плат. Помимо прочего, это удобный инструмент для
использования языков описания аппаратуры, таких как VHDL и Verilog.
Electric являлся open-source проектом в течение многих лет, и
сейчас он легко доступен через FSF (Free Software Foundation).VLSI - система
автоматизированного проектирования сверхбольших интегральных схем (СБИС). При
помощи Electric можно разрабатывать интегральные МОП и биполярные схемы,
печатные платы или схемы любого типа.имеет множество стилей редактирования,
включающих планирование, схематику, иллюстрации, архитектурное проектирование.
Electric может взаимодействовать с различными спецификациями и форматами файлов
как VHDL, CIF, GDS II. Наиболее ценная встроенная в Electric возможность - это
система привязок, которая даёт возможность осуществлять проектирование сверху
вниз с соблюдением целостности всех соединений.
Инструменты и технологии Electric объединяет в себе множество
различных синтетических тестов и анализирующих инструментов:rule checking
включает два встроенных инструмента контроля и два интерфейса к ним.
Electrical Rule Checking инструмент для
контроля карманов / подложки и проверки с помощью Antenna-rules.два встроенных
симулятора и интерфейса для более чем дюжины промышленных инструментов (Spice,
Verilog, и т.д.)
Routing пять различных трассировщиков для широкого круга
задач.
Generators генератор ПЛМ, генератор ячеек, генераторы
структурной подложки и генератор ПЗУ.Effort инструмент для анализа схемы и
изменения её компонентов с учётом метода логического усилия.
LVS (layout vs. schematic) приспособление
для сравнения двух некоторых выбранных эквивалентов схем.
Чтение / Запись способность считывать и
записывать описание схемы в множество форматов, включающих CIF, GDS, EDIF, DXF,
и VHDL. Это также позволяет осуществить взаимосвязь с другими системами, такими
как Eagle, Pads, ECAD, и Sue.поддерживает множество различных технологий
проектирования, например:
DXF-файл представляет собой текстовый файл специального
формата, в котором содержится информация о графических объектах чертежа: имена
слоев, геометрические типы объектов и описания самих объектов.
Кроме того, с каждым графическим объектом может быть связано
строковое значение. Это значение можно рассматривать как значение поля таблицы,
связанной с объектами данного типа.
Таким образом, DXF-файл может содержать не только
пространственную, но и некоторую табличную информацию.файл состоит из множества
групп. Каждая группа идентифицируется кодом, который представляет собой
положительное ненулевое целое число. Большая часть значений кодов групп
зарезервированы для обозначения системных объектов или характеристик, а коды 3,
4 и 5 - для «…других текстовых или именованных значений», то есть для
обозначения каких-либо пользовательских характеристик объекта. Причем группы 3
и 4 могут содержать строки или десятичные числа, группа 5 - только
шестнадцатеричные числа. При импорте одна из этих групп может содержать
табличную информацию, связанную с графическими объектами. [20].
Gerber - файловый формат, представляющий
собой способ описания проекта печатной платы для изготовления фотошаблонов на
самом разнообразном оборудовании. Практически все современные системы
автоматизации проектных работ позволяют генерировать выходные файлы в формате
Gerber. С другой стороны почти всё современное оборудование позволяет считывать
данные в этом формате.файл представляет собой текстовое описание
последовательности команд, направленных на прорисовку различных элементов
топологии (контактных площадок, переходных отверстий, линий, дуг, текстовых
надписей) с помощью графопостроителя. Данные в формате Gerber представляют
собой программный код, управляющий выбором инструмента рисования, перемещением
его в точку с заданными координатами и выполнением самой операции рисования.
При изготовлении фотошаблонов, рисование на светочувствительной плёнке
производится световым пятном заданной формы - апертурой.
Обычный формат Gerber является
подмножеством форматов семейства EIA Standard RS-274D. Расширенный формат
Gerber, иначе называемый RS-274X, включает в себя ряд дополнительных
возможностей, таких как заливка полигонов, комбинирование негативных и
позитивных изображений, задание пользовательских апертур.
Кроме того, файл в формате RS-274X
содержит в своём заголовке список используемых апертур, что даёт пользователям
возможность обмениваться данными без необходимости отдельного описания
используемых инструментов.
Формат RS-274X является надмножеством
формата EIA Standard RS-274D. Он поддерживает как коды параметрических данных
(G-коды) и коды апертур (D-коды), так и массивы параметров. Массивы параметров
представляют собой наборы данных, описывающих или проект целиком, или его
части, называемые слоями, что значительно расширяет возможности стандартного
формата Gerber. Отметим также, что формат RS-274X был изначально разработан
корпорацией Gerber Systems, признанным производителем CAD/CAM систем, устройств
широкоформатной печати и оборудования прецизионной резки.
Файл в формате RS-274X может содержать
типы данных, располагающихся в следующем порядке:
Параметрические коды RS-274X. Также
называются массивами параметров, включение их в стандартный код RS-274D
превращает его в расширенный Gerber формат.
Стандартные RS-274D коды. Можно назвать
командо-адресным форматом, состоящим из:
Односимвольных функциональных кодов, таких
как G-коды, D-коды, М-коды и т.д. В старой терминологии функциональные коды
назывались командами и описывали способ интерпретации координатных данных
(например, способ интерполяции дуг) или функционирование устройства рисования
(например, включение или выключение лампы при перемещении).
Координатных данных, определяющих точки, в
которые устройство рисования должно перемещаться. В старой терминологии
координатные данные назывались адресом и описывали линейные координаты точек на
топологии в формате (X, Y) и дуги в формате (I, J). [20].
Включаем прибор. С источника питания поступает напряжение
220V на вход устройства а затем на делитель напряжения и оптопары. Делитель
напряжения с изменяемым коэффициентом передачи состоит из резисторов R1-R7,
R10, диода VD1 и оптопары U1. Его изменение осуществляется подключением
резисторов R9, R10 через полевые транзисторы оптопары U1.С выхода делителя
напряжения пропорциональное входному поступает на линию ADC 3 микроконтроллера.
Напряжение с микроконтроллера подается на строки и столбцы светодиодной матрицы
после чего изображаются 2 цифры.
1.6 Описание схемы электрической принципиальной
Рис. 5. Схема электрическая принципиальная
Основой устройства является микроконтроллер ATmega8L. Его
выбор обусловлен наличием достаточного числа портов ввода-вывода для управления
светодиодной матрицей HG1 без применения дополнительных микросхем, наличием
встроенных десятиразрядного АЦП и источника образцового напряжения (2,56 В).
Преобразование входного напряжения в цифровой код выполняет АЦП, а измеренное
значение (три разряда) выводится в виде бегущей строки на светодиодную матрицу
HG1. При этом одновременно видны только два символа. Как показала практика,
такой способ вывода информации не вызывает затруднений при ее считывании.
Поскольку в устройстве не требуется с большой точностью выдерживать временные
интервалы, то с целью снижения потребляемого тока и упрощения схемы работа
микроконтроллера DDI тактируется встроенным RC-генератором с частотой 1 МГц.
Программа для микроконтроллера написана на языке ассемблера, отлажена и
откомпилирована в среде AVR Studio 4.14. В первой строке директивой.include
имеется ссылка на файл m8def.inc. Он содержит описания предопределенных имен
регистров и констант микроконтроллера и входит в состав среды AVR Studio 4.14.
После включения питающего напряжения линии РВО-РВ4 (выводы
14-18) микроконтроллера DD1 конфигурируются как выходы для управления строками,
а линии PDO - PD6 (выводы 2-6, 11,12) - столбцами матрицы HG1. Сигналы на
линиях РС4, PC5 (выводы 27, 28) управляют излучающими диодами оптопары U1.
резисторы R12, R13 - токоограничивающие. Линии ADC2 и ADC3 (выводы 25 и 26)
сконфигурированы как входы встроенного АЦП.
Переключателем SA2 осуществляют изменение режимов работы
устройства: измерение постоянного напряжения с автоматическим выбором предела;
измерения; измерение переменного напряжения на пределе 700 В; измерение
переменного напряжения на пределе 70 В.
Входная цепь вольтметра состоит из резисторов R1-R7, R9. R10,
диода VD1 и оптопары U1 и образует делитель напряжения с изменяемым
коэффициентом передачи.
Его изменение осуществляется подключением резисторов R9. R10
через полевые транзисторы оптопары U1. Когда они отключены, установлен предел
измерения 9,99 В. при подключении резистора R10 будет установлен предел 99,9 В,
а резистора R9 - 999 В. С выхода делителя напряжение, пропорциональное
входному, поступает на линию ADC3 (вывод 26) микроконтроллера DD1. Выбор
указанной оптопары обусловлен ее способностью работать при низком управляющем
напряжении (1,1…1,6 В), кроме того, как показала практика, сопротивление
открытого ключа уже при токе 0,5 мА через управляющий светодиод составляет
около 10 Ом и практически не изменяется при дальнейшем повышении тока до
номинального значения 5 мА. Использование последовательного соединения четырех
резисторов R1-R4 мощностью 0,5 Вт обусловлено необходимостью обеспечить
надежную работу, поскольку их максимальное рабочее напряжение составляет 250 В.
Напряжение минусовой полярности на входе микроконтроллера DD1 не должно
превышать 0,5 В Диод VD1 ограничивает напряжение этой полярности до 0.5…0.6 В.
Поскольку на вход АЦП микроконтроллера это напряжение поступает через делитель
напряжения R5 R7, оно не превысит 0,25…0,3 В на любом из пределов. Кроме того,
при измерении переменного напряжения диод VD1 выполняет функции выпрямителя.
Защитный диод VD2 ограничивает значение напряжения на входе АЦП
микроконтроллера до 3,1…3,2 В. что снижает вероятность его выхода из строя при
нарушении работы управляемого делителя напряжения. Дроссель L1 и конденсатор СЗ
образуют фильтр питания аналоговых узлов микроконтроллера DDI. Конденсатор С4
снижает уровень помех на встроенном источнике образцового напряжения 2.56 В.
Резисторы R11, R8 образуют делитель напряжения источника питания, с его выхода
напряжение поступает на второй вход АЦП (вывод 25) микроконтроллера DD1.
Необходимость использования резистивного делителя обусловлена тем, что
напряжение на входе АЦП не должно превышать 2,56 В. [14].
Конденсаторы оксидно-электролитические алюминиевые К50-35,
предназначены для работы в цепях постоянного, пульсирующего токов и в
импульсном режиме.
Конденсаторы К10-17 керамические постоянной ёмкости
предназначены для работы в качестве встроенных элементов внутреннего монтажа
аппаратуры, цепях постоянного переменного пульсирующего и импульсного тока.
Диапазон
номинальных сопротивлений, Ом
Надежность - одно из важнейших свойств
изделий, в том числе электронных устройств, которое определяет их
эксплуатационную пригодность. Показатели надежности являются техническими
параметрами изделия наряду с точностью, коэффициентом полезного действия,
массо-габаритными характеристиками и пр.
Техническое задание на разработку любого
изделия должно содержать раздел (подраздел) с требованиями по надежности.
Признаки, по которым оценивается надежность
изделия, называются критериями. Основными критериями надежности являются
безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость. Только все
перечисленные критерии в совокупности могут дать полное представление о
надежности изделия. Количественные характеристики определяются количественными
значениями критериев надежности и называются показателями (см. таблицу 4.1).
Таблица 4.1. Критерии и показатели
надежности
Вероятность
безотказной работы Интенсивность отказов Наработка на отказ
Среднее время
восстановления Вероятность выполнения ремонта в заданное время Средняя
стоимость технического обслуживания
На надежность изделия влияют
многочисленные факторы, имеющие место на этапах его проектирования,
производства и эксплуатации.
Соответственно различают расчетную, производственную и эксплуатационную
надежности. В идеальном случае значения расчетной, производственной и
эксплуатационной надежности должны совпадать.
Расчет надежности заключается в
определении показателей надежности ЭА по известным характеристикам надежности
составляющих компонентов (ЭРИ, ПП, паяные соединения, соединитель) и условиям
эксплуатации. ср = 10 000 ч - заданная наработка на отказ.
Интенсивность отказа эле
Похожие работы на - Миниатюрный вольтметр на микроконтроллере Дипломная (ВКР). Информатика, ВТ, телекоммуникации.
Отчет по практике по теме Деталь 'Корпус'
Реферат: Функція границя функції
Сочинение Рассуждение 15.3 По Тексту
Курсовая Работа На Тему История Права Ссср
Реферат На Тему Экономические Проблемы Современного Российского Предпринимательства
Реферат Витамин Ц
Рефераты: Архитектура и строительство.
Написать Сочинение Троекуров Дубровский Поступки Речь
Сочинение На Тему День Юриста
Дубровский Сочинение 9 Класс
Курсовая работа по теме Ответственность за вред, причиненный владельцами автотранспортных средств
Практическое задание по теме Безопасность строительных материалов
Курсовая работа по теме Расследование преступлений по горячим следам
Сочинение На Тему Уважение Самих Себя
Курсовая работа по теме Проектирование автомата подачи звонков
Реферат: Неевклидова геометрия
Эссе О Музее Усадьбе Пи Чайковского
Дипломная работа по теме Заемные средства населения как форма экономического участия пайщиков
Реферат: Заключительный этап сетевой программы предполагает выбор одного или нескольких видов деятельности, в котором нужно принять участие: итоговый тест (выполнение не менее 70 от общего количества вопросов) (список прилагается)
Реферат На Тему Символический Смысл Лирических Шедевров Поэтов Серебряного Века
Реферат: История развития офтальмологии в Республике Татарстан
Реферат: Физиология легочного дыхания
Реферат: Обзорной паломнической экскурсии выпускная квалификационная работа по православному экскурсоведению