Реферат: Автоматизированный электропривод
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">Содержание
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">Введение…
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">1. Структурный синтез контроллера…
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">2. Разработка принципиальной схемы…
<span Times New Roman",«serif»">Обработкавходных сигналов:
<span Times New Roman",«serif»"> Контактные датчики…
<span Times New Roman",«serif»"> Аналоговый сигнал — напряжение…
<span Times New Roman",«serif»"> Датчик освещенности …
<span Times New Roman",«serif»">Обработкавыходных сигналов:
<span Times New Roman",«serif»"> Электромагнит…
<span Times New Roman",«serif»"> Транзисторный модуль…
<span Times New Roman",«serif»">Гальваническая развязка сигналов…
<span Times New Roman",«serif»">Начальный сброс микропроцессора…
<span Times New Roman",«serif»">Питание схемы…
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">3.
<span Times New Roman",«serif»">Разработка программногообеспечения…<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">4. Конструирование контроллера…
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: EN-US"><span Times New Roman",«serif»"><span Times New Roman",«serif»">5.<span Times New Roman""> <span Times New Roman",«serif»">Перечень элементов принципиальнойсхемы…<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">6. Список литературы… …
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: EN-US"><span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">
<span Times New Roman",«serif»">Введение.<span Times New Roman",«serif»">В данном курсовом проекте поставленазадача разработать некий промышленныйконтроллер для работы в условиях производства. Задача может быть выполнена намикропроцессоре с гибкой программируемой логикой, а также на дискретныхэлементах с жесткой логикой.
<span Times New Roman",«serif»">Реализация на микропроцессоре обладает весомымипреимуществами. Гибкая логика, возможность легкой модернизации контроллера,перспективность.
<span Times New Roman",«serif»">Программируемая логика реализована намикропроцессоре типа МК-51 фирмы ATMEL –
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">AT<span Times New Roman",«serif»">89<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">C<span Times New Roman",«serif»">51, которыйблагодаря встроенной FLASH памяти, обладает возможностьюэлектрического перепрограммирования, а значит быстрой модернизации управляющейпрограммы.<span Times New Roman",«serif»">Наличиемикропроцессора в современных контроллерах позволяет создавать сложные, гибкие,компактные и надежные системы управления с централизованным управлением идиагностикой.
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language:AR-SA"><span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»">1.<span Times New Roman"">
<span Times New Roman",«serif»">Структурный синтез цифрового автомата<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">Обозначим структурупроектируемого микроконтроллера.
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">1)<span Times New Roman"">
<span Times New Roman",«serif»">Управляющийлогический блок на основе микропроцессора.<span Times New Roman",«serif»">2)<span Times New Roman"">
<span Times New Roman",«serif»">Блок сбораинформации и преобразования ее в вид, требуемый для обработки микропроцессором.<span Times New Roman",«serif»">3)<span Times New Roman"">
<span Times New Roman",«serif»">Блокгальванической развязки входных сигналов и сигналов, поступающих намикропроцессор.<span Times New Roman",«serif»">4)<span Times New Roman"">
<span Times New Roman",«serif»">Блок связи сисполнительными устройствами (включающий гальваническую развязку) для преобразованиявыходных сигналов микропроцессора в мощные сигналы управления.<span Times New Roman",«serif»">5)<span Times New Roman"">
<span Times New Roman",«serif»">Блок начальногосброса микропроцессора.<span Times New Roman",«serif»">6)<span Times New Roman"">
<span Times New Roman",«serif»">Блок индикациивходных и выходных сигналов.<span Times New Roman",«serif»">7)<span Times New Roman"">
<span Times New Roman",«serif»">Блокэлектропитания контроллера.<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA"><span Times New Roman",«serif»">2.Разработка принципиальной схемы.
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">1.Управляющий логический блок.
<span Times New Roman",«serif»">Вкачестве основы для контроллера выбран популярный микропроцессор типа MK-51 отфирмы Atmel – AT89C51.
<span Times New Roman",«serif»; layout-grid-mode:line">Его основные преимущества перед подобными процессорамииных фирм:
<span Times New Roman",«serif»;layout-grid-mode: line">1.<span Times New Roman"">
<span Times New Roman",«serif»;layout-grid-mode:line">Полностьюсовместим с семейством МК-51.<span Times New Roman",«serif»;layout-grid-mode: line">2.<span Times New Roman"">
<span Times New Roman",«serif»;layout-grid-mode:line">4 кбвстроенной перепрограммируемой Flash памяти (включая перепрограммированиенепосредственно на плате по протоколу <span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US;layout-grid-mode:line">SPI<span Times New Roman",«serif»; layout-grid-mode:line">) при не менее 103 циклов перезаписи.<span Times New Roman",«serif»;layout-grid-mode: line">3.<span Times New Roman"">
<span Times New Roman",«serif»;layout-grid-mode:line">Работа начастотах от 0 до 40 МГц.<span Times New Roman",«serif»;layout-grid-mode: line">4.<span Times New Roman"">
<span Times New Roman",«serif»;layout-grid-mode:line">128х8 битОЗУ.<span Times New Roman",«serif»;layout-grid-mode: line">5.<span Times New Roman"">
<span Times New Roman",«serif»;layout-grid-mode:line">32программируемых линии портов ввода/вывода.<span Times New Roman",«serif»;layout-grid-mode: line">6.<span Times New Roman"">
<span Times New Roman",«serif»;layout-grid-mode:line">Два16-битных таймера счетчика<span Times New Roman",«serif»;layout-grid-mode: line">7.<span Times New Roman"">
<span Times New Roman",«serif»;layout-grid-mode:line">Шестьисточников прерываний<span Times New Roman",«serif»;layout-grid-mode: line">8.<span Times New Roman"">
<span Times New Roman",«serif»;layout-grid-mode:line">Программируемыйпоследовательный канал совместимый с <span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US;layout-grid-mode:line">RS<span Times New Roman",«serif»; layout-grid-mode:line">-232-<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: EN-US;layout-grid-mode:line">S<span Times New Roman",«serif»;layout-grid-mode:line">.<span Times New Roman",«serif»;layout-grid-mode:line">
<span Times New Roman",«serif»">2. Блок сбора информации ипреобразования ее в вид, пригодный для обработки микропроцессором.
<span Times New Roman",«serif»; layout-grid-mode:line">Входная информация и выходная информация проходит черезв
<span Times New Roman",«serif»">нешний разъем типа РШ2Н-2-16.<span Times New Roman",«serif»">В таблице 1 приведен список иусловное обозначение входных и выходных сигналов из задания.
<span Times New Roman",«serif»; color:black;layout-grid-mode:line">Табл. 1.
<span Times New Roman",«serif»">Наименование сигнала по заданию <span Times New Roman",«serif»">Присвоенное название <span Times New Roman",«serif»">Входные сигналы<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language: EN-US;layout-grid-mode:line">S1 -
<span Times New Roman",«serif»;color:black;layout-grid-mode: line">контактный датчик<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language: EN-US;layout-grid-mode:line">S1
<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language: EN-US;layout-grid-mode:line">S2 –
<span Times New Roman",«serif»; color:black;layout-grid-mode:line">контактный датчик<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language: EN-US;layout-grid-mode:line">S2
<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language: EN-US;layout-grid-mode:line">S3 –
<span Times New Roman",«serif»; color:black;layout-grid-mode:line">контактный датчик<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language: EN-US;layout-grid-mode:line"><span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language: EN-US;layout-grid-mode:line">S3
<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language: EN-US;layout-grid-mode:line">Ua
<span Times New Roman",«serif»; color:black;layout-grid-mode:line"> - Аналоговый сигнал напряжения в диапазоне 0..10В<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language: EN-US;layout-grid-mode:line">UA
<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language: EN-US;layout-grid-mode:line">Ev – датчик освещенности 0..200лк
<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language: EN-US;layout-grid-mode:line">EV
<span Times New Roman",«serif»">Выходные сигналы
<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language:EN-US; layout-grid-mode:line"><span Times New Roman",«serif»;color:black;layout-grid-mode: line">Электромагнит
<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:EN-US;layout-grid-mode:line">Y1<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language: EN-US;layout-grid-mode:line">Y1
<span Times New Roman",«serif»; color:black;layout-grid-mode:line"><span Times New Roman",«serif»;color:black;layout-grid-mode: line">Электромагнит
<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:EN-US;layout-grid-mode:line">Y2<span Times New Roman",«serif»">Y
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU">2<span Times New Roman",«serif»;color:black;layout-grid-mode: line">Тр. Модуль
<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:EN-US;layout-grid-mode:line"> – VT1<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language: EN-US;layout-grid-mode:line">Y3
<span Times New Roman",«serif»; color:black;layout-grid-mode:line"><span Times New Roman",«serif»;color:black;layout-grid-mode: line">Тр. Модуль
<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:EN-US;layout-grid-mode:line">– VT2<span Times New Roman",«serif»">Y4
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU"> <span Times New Roman",«serif»">Условия переходов автомата<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US"><span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language: EN-US;layout-grid-mode:line">S1
<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">Ú<span Times New Roman",«serif»"> <span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">U < 7 B<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language: EN-US;layout-grid-mode:line">X1
<span Times New Roman",«serif»; color:black;layout-grid-mode:line"><span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language: EN-US;layout-grid-mode:line">EV < 40
<span Times New Roman",«serif»; color:black;layout-grid-mode:line">лк<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language: EN-US;layout-grid-mode:line">X2
<span Times New Roman",«serif»; color:black;layout-grid-mode:line"><span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language: EN-US;layout-grid-mode:line">(S1
<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">Ú<span Times New Roman",«serif»"> <span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language: EN-US;layout-grid-mode:line">S2) <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">Ú<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US"> U > 1 B<span Times New Roman",«serif»;color:black; layout-grid-mode:line"><span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language: EN-US;layout-grid-mode:line">X3
<span Times New Roman",«serif»; color:black;layout-grid-mode:line"><span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language: EN-US;layout-grid-mode:line">S3
<span Times New Roman",«serif»">^<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: EN-US"> EV< 50 <span Times New Roman",«serif»;color:black;layout-grid-mode: line">лк<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:EN-US;layout-grid-mode:line"><span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language: EN-US;layout-grid-mode:line">X4
<span Times New Roman",«serif»; color:black;layout-grid-mode:line"><span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language: EN-US;layout-grid-mode:line">S2
<span Times New Roman",«serif»">^<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: EN-US"> U< 3 B<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language: EN-US;layout-grid-mode:line">X5
<span Times New Roman",«serif»; color:black;layout-grid-mode:line"><span Times New Roman",«serif»">EV > 100 лк
<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language: EN-US;layout-grid-mode:line">X6
<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:EN-US;layout-grid-mode:line">
<img src="/cache/referats/19559/image002.jpg" v:shapes="_x0000_s1333">
<span Times New Roman",«serif»">Сигналс датчика освещенности (фоторезистора СФ2-1) снимаем по такой схеме:
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">Далее сигнал поступает наделительный мост из резисторов, формирующий нужный уровень сигнала, подаваемыйна схему из двух компараторов. На не инвертирующий вход компаратора подаетсяизмеряемая величина напряжения, а на инвертирующий – величина опорногонапряжения, при достижении которой значение логического сигнала на выходекомпаратора меняется на противоположное. Срабатывание при нужном значенииосвещенности регулируется подстроечными резисторы марки РП1 – 48 10КОм
<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">±<span Times New Roman",«serif»">10%.<span Times New Roman",«serif»">Компаратор
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">LM<span Times New Roman",«serif»">29000.<span Times New Roman",«serif»">Его электрические характеристики:
<span Times New Roman",«serif»">Максимальныйпотребляемый ток 2 мА.
<span Times New Roman",«serif»">Напряжениесмещения 1 мВ.
<span Times New Roman",«serif»">Корпус
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">DIP<span Times New Roman",«serif»">-14.<span Times New Roman",«serif»">Дляорганизации высокостабильного опорного напряжения выбраны специализированнаямикросхема LM4130 фирмы National Semiconductor.
<span Times New Roman",«serif»">Выходное опорное напряжение 4.096В
<span Times New Roman",«serif»">Погрешность выходного напряжения 0.05%
<span Times New Roman",«serif»">Температурный коэффициент нестабильности 3*10-6/оС
<span Times New Roman",«serif»">Минимальное входное напряжение 5В
<span Times New Roman",«serif»">Потребляемый ток 1мА
<span Times New Roman",«serif»">Максимальный выходной ток 30-50мА
<span Times New Roman",«serif»">Изменение выходного напряжения (при
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">I<span Times New Roman",«serif»">вых=30..50 мА) 0.05%<span Times New Roman",«serif»">Потакой же схеме организован прием и формирование логических сигналов
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">UA<span Times New Roman",«serif»"> <span Times New Roman",«serif»">намикропроцессор.<span Times New Roman",«serif»;color:black; layout-grid-mode:line">
<span Times New Roman",«serif»;color:black; layout-grid-mode:line">
<span Times New Roman",«serif»;color:black; layout-grid-mode:line">
<span Times New Roman",«serif»;color:black; layout-grid-mode:line">
<span Times New Roman",«serif»;color:black; layout-grid-mode:line">
<span Times New Roman",«serif»">3.Блок гальванической развязки входных сигналов и сигналов, поступающих намикропроцессор.
<span Times New Roman",«serif»">Входныевеличины поступают из внешней (для контроллера) среды, что говорит о возможномналичии помех различных типов. Так же необходимо предусмотреть возможностьнеправильной полярности подключения датчиков. Поэтому возникла необходимость вгальванической развязке сигналов.
<span Times New Roman",«serif»">Длятого, чтобы развязать входные уровни микропроцессора и входных сигналов отдатчиков применены три оптопары К249КН4П. Характеристики, по которым они быливыбраны:
<span Times New Roman",«serif»">Uмахком=60В;
<span Times New Roman",«serif»">Iвхmin=10мА;
<span Times New Roman",«serif»">Iвхmax=25мА;
<span Times New Roman",«serif»">Iком=8мА.
<img src="/cache/referats/19559/image004.gif" v:shapes="_x0000_s1330">
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU">Резисторы
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">Резисторы:
<span Times New Roman",«serif»">R1 C2 – 230.25Вт 1600 Ом
<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">±<span Times New Roman",«serif»">0.25%<span Times New Roman",«serif»">R2 C2 – 230.125Вт 270 Ком
<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">±<span Times New Roman",«serif»">0.1%<span Times New Roman",«serif»">ДиодКД521А(Д220А):
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">U
<span Times New Roman",«serif»">пр=1В, <span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">U<span Times New Roman",«serif»">обр=75В, <span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">I<span Times New Roman",«serif»">пр.ср=50мА, <span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">I<span Times New Roman",«serif»">обр=1мкА.<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">Обработкавыходных величин:
<span Times New Roman",«serif»"> Электромагнит.
<span Times New Roman",«serif»">В даннойработе автомат генерирует выходной сигнал управления электромагнитом(=24В, 10Вт). Данная мощность явно непозволяет подключать электромагнит непосредственно к выходу микропроцессора,поэтому здесь целесообразно применить мощные твердотельные оптоэлектронныереле. Мощность на выходе которых может достигать достаточно больших значений. Воптопаре одновременно реализуется гальваническая развязка силовой и управляющейцепей, а также усиление по мощности сигнала.
<img src="/cache/referats/19559/image006.gif" v:shapes="_x0000_s1196">
<span Times New Roman",«serif»">Схемаподключений оптоэлектронного реле:
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">Твердотельноереле для цепей постоянного тока 5П19А1:
<span Times New Roman",«serif»">Напряжениекоммутации… -60..+60В<span Times New Roman",«serif»">Токкоммутации… -3..3А
<span Times New Roman",«serif»">Входнойток… 10– 25мА
<span Times New Roman",«serif»">Входноенапряжение в выключенном состоянии-3.5..0.8В
<span Times New Roman",«serif»">Рассеиваемаямощность… 1000мВт
<span Times New Roman",«serif»">Температураокр. среды… -45..+85
<span Times New Roman",«serif»">Корпус…
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">SIP<span Times New Roman",«serif»">12<span Times New Roman",«serif»">Резистор:
<span Times New Roman",«serif»">R C2 – 230.125Вт 360 Ом
<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">±<span Times New Roman",«serif»">0.1%<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">Транзисторный модуль
<span Times New Roman",«serif»">Транзисторныймодуль М2ТКИ-50-12 управляется специализированным драйвером — драйвер транзисторных модулей такого типа —
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">IR<span Times New Roman",«serif»">2112 фирмы <span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: EN-US">International<span Times New Roman",«serif»"><span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">Rectifier<span Times New Roman",«serif»">. Драйверспособен выдерживать напряжения до 600вольт. Схема включения приведена ниже:<span Times New Roman",«serif»">
<img src="/cache/referats/19559/image008.gif" v:shapes="_x0000_s1197">
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: EN-US"> Symbol Description
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US; layout-grid-mode:line">VDD Logic supply
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US; layout-grid-mode:line">HIN Logic input for high side gate driver output (HO),in phase
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US; layout-grid-mode:line">SD Logic input for shutdown
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US; layout-grid-mode:line">LIN Logic input for low side gate driver output (LO), inphase
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US; layout-grid-mode:line">V SS Logic ground
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US; layout-grid-mode:line">VB High side floating supply
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US; layout-grid-mode:line">HO High side gate drive output
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US; layout-grid-mode:line">V S High side floating supply return
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US; layout-grid-mode:line">VCC Low side supply
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US; layout-grid-mode:line">LO Low side gate drive output
<span Times New Roman",«serif»; layout-grid-mode:line">COM Low side return
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»"> Диод
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">VD<span Times New Roman",«serif»"> должен выдержать обратноенапряжение 600В.<span Times New Roman",«serif»">ДиодКД105Г(КД209В):
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">U
<span Times New Roman",«serif»">пр=1В<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">I
<span Times New Roman",«serif»">ср.пр=300мА<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">I
<span Times New Roman",«serif»">ср.обр=0.1мА<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">U
<span Times New Roman",«serif»">обр=800В<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">Драйвер
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">IR<span Times New Roman",«serif»">2112:<span Times New Roman",«serif»">Параметрыдрайвера:
<span Times New Roman",«serif»; layout-grid-mode:line">VOFFSET 600V max.
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US;layout-grid-mode:line">IO+/- 200 mA / 420 mA
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US;layout-grid-mode:line">VOUT 10 — 20V
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US;layout-grid-mode:line">ton/off (typ.) 125 & 105 ns
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US;layout-grid-mode:line">Delay Matching 30 ns
<span Times New Roman",«serif»; layout-grid-mode:line">Корпус
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US; layout-grid-mode:line"> DIP14.<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US"><span Times New Roman",«serif»">Резисторы:
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">R
<span Times New Roman",«serif»"><span Times New Roman",«serif»">C2 – 29 0.5 10 Ом<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">±<span Times New Roman",«serif»">0.25%<span Times New Roman",«serif»">Конденсатор:
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">C
<span Times New Roman",«serif»"><span Times New Roman",«serif»">К73 – 17 630В 0.1мкФ<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">±<span Times New Roman",«serif»">10%<span Times New Roman",«serif»">Начальный сброс микропроцессора<span Times New Roman",«serif»">Для системы, построенной на баземикропроцессора необходима схема начального сброса и система предохранения отзависания. Так как из-за сильной электромагнитной помехи может исказиться частьинформации, обрабатываемой микропроцессором в данный момент, что чревато сбоемв алгоритме управляющей программы, а так же зацикливанием работы процессора илиего «зависанием». Все это приводит к отказу в работе контроллера.
<span Times New Roman",«serif»">Как правило, такие сильные ифатальные помехи случаются очень редко, но если контроллер выполняет часть операцийв отлаженном техническом процессе, то такой его отказ приводит к возникновениюнезапланированного простоя в работе и большими экономическими убытками.
<span Times New Roman",«serif»">Работоспособность контроллераможно восстановить, подав на процессор команду сброса (reset). Такие функциивыполняет
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">WatchDog<span Times New Roman",«serif»"><span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">Taimer<span Times New Roman",«serif»">.В данной работе эта система не реализована. Сброс микроконтроллера можно будетпроизвести кратковременным сбросом питающего напряжения или кнопкой <span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">Reset<span Times New Roman",«serif»">, расположенной на передней панели. <img src="/cache/referats/19559/image010.jpg" v:shapes="_x0000_s1356"><span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">Конденсатор:
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">C
<span Times New Roman",«serif»"><span Times New Roman",«serif»">К50-16-50В-1 мкФ<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">Индикация<span Times New Roman",«serif»">Возможнынесколько способов реализации индикации:
<span Times New Roman",«serif»">-<span Times New Roman"">
<span Times New Roman",«serif»">на светодиодах<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">,<span Times New Roman",«serif»"><span Times New Roman",«serif»">-<span Times New Roman"">
<span Times New Roman",«serif»">на ЖК элементах<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">, <span Times New Roman",«serif»"><span Times New Roman",«serif»">-<span Times New Roman"">
<span Times New Roman",«serif»">на цифровых или символьныхиндикаторах и др.<span Times New Roman",«serif»">Для обеспечения визуальногонаблюдения за функционированием контроллера введен блок индикации сигналов. Егореализация является программной.
<span Times New Roman",«serif»">Подпрограммаопрашивает состояния входов и выходов и выводит эти значения в порт P0 микропроцессораМК51.
<span Times New Roman",«serif»">Непосредственнона эти выходы подключены светодиоды, которые визуально отображают состояниевходов и выходов.
<span Times New Roman",«serif»">Длятого, чтобы светодиоды можно было подключить напрямую к порту, они должныпотреблять как можно меньше тока, но при этом обеспечивать достаточную яркостьсвечения.
<span Times New Roman",«serif»">Этимзапросам полностью удовлетворяют выбранные светодиоды КИПД02Б-1К. Ниже втаблице приведены их основные параметры.
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">Тип
прибора
<span Times New Roman",«serif»">Цвет
свечения
<span Times New Roman",«serif»">Значения параметров при Т=25°С
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">Iпр.мах.
mA
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">Uобр
(Uобр.и)
B
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">Iv. мккд
(L, кд/м2)
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">Uпр.
B
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">Iпр.ном.
mA
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">мах.
mkM
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">КИПД02Б-1К
<span Times New Roman",«serif»">Красный
<span Times New Roman",«serif»">900
<span Times New Roman",«serif»">1,8
<span Times New Roman",«serif»">5
<span Times New Roman",«serif»">0,7
<span Times New Roman",«serif»">20
<span Times New Roman",«serif»">3.0
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">При напряжении питания и токе светодиода5 мА токоограничивающий резистор принимаем равным R=1кОм
<span Times New Roman",«serif»"> Резисторы:
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">R
<span Times New Roman",«serif»"><span Times New Roman",«serif»">C2 – 23 0.125Вт 1КОм<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">±<span Times New Roman",«serif»">0.1%<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">Питаниеэлементов схемы<span Times New Roman",«serif»">На вход контроллера поступаетпитающее напряжение 24В, а в состав контроллера входят устройства, питающиесяот 5В, а также 15В. Проблема питания может быть решена с помощьюспециализированной интегральной схемы импульсного преобразователя постоянногонапряжения. Примером такого преобразователя может служить интегральныйпреобразователь DCP. На вход этого преобразователя поступает постоянноенапряжение, и на выходе тоже имеется постоянное напряжение, но другого уровня.При этом осуществляется полная гальваническая развязка между входом и выходом спомощью встроенного трансформатора. Микросхема заключена в корпус DIP14,компактна и удобна в использовании. В данной работе будет использоваться микросхема (DCP022405P(на выходе 5В)).Выходная мощность микросхем составляет 2Вт.
<span Times New Roman",«serif»; layout-grid-mode:line">
<img src="/cache/referats/19559/image012.jpg" v:shapes="_x0000_s1207">
<span Times New Roman",«serif»; layout-grid-mode:line">ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ DC/DC серии DCP02
<img src="/cache/referats/19559/image014.jpg" v:shapes="_x0000_s1208">
<span Times New Roman",«serif»;layout-grid-mode: line">
<span Times New Roman",«serif»;layout-grid-mode:line">
<span Times New Roman",«serif»;layout-grid-mode:line">
<span Times New Roman",«serif»;layout-grid-mode:line">
<span Times New Roman",«serif»;layout-grid-mode:line">
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU">На входеимеются две емкости: керамический конденсатор для устранения кратковременных пиков тока, возникающих при переключенияхтранзисторов и электролитический — для поддержания входного напряжения постоянным при его медленных колебаниях.
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">На выходе также имеются керамические конденсаторы,емкость которых будет рассчитана ниже.
<span Times New Roman",«serif»">Схемаподключения интегральных импульсного преобразователя:
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»"><img src="/cache/referats/19559/image016.gif" v:shapes="_x0000_i1025">
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">Конденсатор на входе преобразователя имеет емкость 470мкФ.
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">DA
<span Times New Roman",«serif»">1 Импульсный преобразовательDCP022405P<span Times New Roman",«serif»">Выходнаямощность… 2Вт<span Times New Roman",«serif»">Выходноенапряжение… 5В
<span Times New Roman",«serif»">Входноенапряжение… 24В
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">DA
<span Times New Roman",«serif»">1 Импульсный преобразовательDCP022415<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">D<span Times New Roman",«serif»">P<span Times New Roman",«serif»">Выходнаямощность… 2Вт<span Times New Roman",«serif»">Выходноенапряжение…
<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">±<span Times New Roman",«serif»">15В<span Times New Roman",«serif»">Входноенапряжение… 24В
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">Конденсаторы:
<span Times New Roman",«serif»">C1 К50 –16 50В 470мкФ +50 -20%
<span Times New Roman",«serif»">C2, C3 К50 –16 50В 10мкФ +50 -20%
<span Times New Roman",«serif»">C4 К50 –16 50В 10мкФ +50 -20%
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">4. Конструирование контроллера
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">Конструкцияконтроллера представляет собой плату печатную, вдвижную. Для выполненияосновной печатной платы рекомендуется использовать двусторонний фольгированный стеклотекстолит марки ФТС2-35 ТУ 16-503.161-83. Двустороннеефольгирование выбрано из соображенийуменьшения плотности расположения проводников и уменьшения размеров основной печатной платы устройства. Плату изготовитьфотохимическим способом. Дорожки на платетравление по «позитиву». Размеры печатной платы определяются всоответствии с ГОСТ 2.109-73.
<span Times New Roman",«serif»; layout-grid-mode:line">Для увеличения жесткости печатной платы монтировать наспециальную рамку, отлитую с лицевой панелью из легкого алюминиевого сплаваАЛ9. Толщина рамки и панели — 3 мм. Плата крепить к рамке при помощи стяжныхвинтов М3.
<span Times New Roman",«serif»;layout-grid-mode: line"> На лицевой панелирасположены отверстия под светодиоды, кнопка сброса.
<span Times New Roman",«serif»">Креплениекнопки сброса производится «под гайку» на передней панели.
<span Times New Roman",«serif»">Внешнийразъем типа РШ2Н-2-16. Разъем — электрический соединитель для печатного монтажа, расположение штырьковлинейное. Предназначен для работы в электрических цепях постоянного ипеременного тока с частотами до 3 МГц и цепях импульсного тока.
<span Times New Roman",«serif»">Рекомендуемыйтип припоя – ПОС 60 ГОСТ 21930-76.
<span Times New Roman",«serif»"> Конструкция блока представляет из себя алюминиевое шасси, на котором закреплена печатная плата. Шасси блока одновременно является и направляющей при установке блока в основное (либо управляемое) устройство. На передней панели закреплены кнопка сброса и индикаторы. Плата соединенас кнопкой сброса гибкими проводами.
<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA"><span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">Разработка программного обеспечения
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">При выборе микропроцессорной системыуправления существенно уменьшается количество дискретных элементов. Чтоупрощает систему, и, следовательно, повышает ее надежность. С другойстороны отказ самого микропроцессора (само по себе это явление редкое, чащесказываются ошибки проектирования) ведет к выходу абсолютно всей системы. В тоже время появляется необходимость в управляющей программе. Каждый типмикропроцессора обладает рядом только ему присущих особенностей: архитектурой,набором команд, функциональными возможностями и так далее. Все это было приняток сведению при написании программы для спроектированной системы управления.
<span Times New Roman",«serif»">Программа была написана на языкеассемблера для МК-51 с использованием системы отладки
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">AVSIM<span Times New Roman",«serif»">51. Далее приводится алгоритмработы программы, листинг программы и <span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">hex<span Times New Roman",«serif»"> файл, представляющий собой образ ПЗУ предназначенный непосредственно дляпрошивки в микросхему.<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA"><span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">Алгоритмработы программы.
<span Times New Roman",«serif»">Используяособенность микропроцессора МК-51 работать с отдельными битами (булевпроцессор) данное задание можно выполнить напрямую запрограммировав все состоянияи условия переходов.
Начало
Инициализация всех переменных, Начальная установка выходных значений.
Проверка условия 1
<table cellpaddi