Устройство отбраковки металлокорда. Параллельный интерфейс ИРПР. Разработка и расчет узлов принципиальной схемы

Министерство образования

Республики Беларусь

Гомельский Государственный Технический

Университет им. П.О. Сухого

Кафедра «Промышленная электроника»

КОМПЛЕКСНЫЙ КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

На тему: «Устройство отбраковки металлокорда»

Защита:

Выполнил студент гр. ПЭ-51

Приняли преподаватели

Гомель 1999

Содержание.

Введение.______________________________________________________________________________ 1

1. Аналитический обзор.________________________________________________________________ 5

   1.1. Параллельный интерфейс ИРПР.___________________________________________________ 6

   1.2. Последовательный интерфейс ИРПС._______________________________________________ 8

   1.3. Интерфейс RS-422.________________________________________________________________ 9

   1.4. Интерфейс RS-423._______________________________________________________________ 10

   1.5. Интерфейс RS-232._______________________________________________________________ 11

2. Разработка функциональной схемы устройства._______________________________________ 14

3. Разработка и расчет узлов принципиальной схемы.____________________________________ 15

   3.1. Однокристальная ЭВМ КМ1816ВЕ51.______________________________________________ 15

   3.2. Синхронизация МК.______________________________________________________________ 16

   3.3. Системный сброс.________________________________________________________________ 16

   3.4. Схема согласования уровней сигналов._____________________________________________ 17

   3.5. Схема индикации годности металлокорда.__________________________________________ 18

   3.6. Схема индикации временного сопротивления.______________________________________ 19

   3.7. Расчет блока питания.____________________________________________________________ 21

4. Разработка алгоритма работы устройства._____________________________________________ 23

5. Разработка программного обеспечения._______________________________________________ 25

6. Заключение.________________________________________________________________________ 27

Список используемой литературы.______________________________________________________ 28

Приложения__________________________________________________________________________ 29

Введение.

Целью данного курсового проекта является разработка устройства, позволяющего визуально контролировать процесс проверки качества металлокорда. Информация о диаметре и разрывном усилие корда, измеряемая приборами AEROEL и Zwick, поступает на IBM PC для обработки. Далее, уже информация о временном сопротивлении передается на проектируемое устройство и позволяет оператору легко определить пригодность данного металлокорда.

Специфичность применения разрабатываемого микроконтроллера предъявляет к нему определенные требования:

·  малые габариты;

·  высокая надежность;

·  простота обслуживания;

·  удобность восприятия информации.

Данные обстоятельства явно агитируют нас на то, чтобы за основу устройства взять однокристальную ЭВМ. Единственный нюанс состоит в том, что данные микроконтроллеры имеют ряд уникальных и отличительных особенностей:

·  незначительная емкость памяти;

·  физическое и логическое разделение памяти программ (ПЗУ) и памяти данных (ОЗУ);

·  упрощенная и ориентированная на задачи управления система команд;

·  примитивные методы адресации команд и данных;

·  специфическая организация ввода/вывода информации.

Это, в свою очередь, еще раз доказывает то, что они лучше всего приспособлены для решения задач управления и регулирования в приборах, устройствах и системах автоматики, а не для решения задач обработки данных.

Впрочем, структуры микроконтроллеров серии 1816 и их системы команд таковы, что в случае необходимости функционально-логические возможности контроллеров могут быть расширены. С использованием внешних дополнительных БИС постоянной и оперативной памяти адресное пространство микроконтроллера может быть значительно расширено, а путем подключения различных интерфейсных БИС число линий связи с объектом управления может быть увеличено практически без ограничений.

Микроконтроллеры серии 1816 требуют одного источника электропитания напряжением +5В, рассеивают мощность около 1,5 Вт и работают в диапазоне температур от 0 до 70 ⁰С. По входам и выходам они электрически совместимы с интегральными схемами ТТЛ. Однако, ВЕ48 и ВЕ51 имеют различные системы команд и, следовательно, не обладают свойством программной совместимости на уровне объектных кодов.

Возникает законный вопрос: какую однокристальную ЭВМ использовать для разработки микроконтроллера? Поскольку связь с компьютером будет осуществляться посредством последовательного интерфейса, предпочтительней всего использовать КМ1816ВЕ751, снабженную встроенным универсальным асинхронным приемопередатчиком. Кроме того, ВЕ751 имеет внутреннее ППЗУ, что значительно упрощает схемотехнику и простоту реализации на практике.

Однако, если устройство, построенное на базе ОЭВМ, должно иметь выход на последовательный интерфейс RS-232, то перед разработчиком встают следующие проблемы:

·  согласование уровней сигналов RS-232 и ВЕ51 (ТТЛ);

·  поддержка стандартной скорости приемо-передачи;

·  поддержка стандартных форматов посылки;

·  поддержка стандартных протоколов обмена.

Из всего вышесказанного видно, что ОЭВМ обладают значительными функционально-логическими возможностями и представляют собой эффективное средство компьютеризации (автоматизации на основе применения средств и методов обработки данных и цифрового управления) разнообразных объектов и процессов.

Однако, не стоит забывать и о тех вышеупомянутых аспектах и проблемах разработки микроконтроллера, которые и будут преодолеваться в данном курсовом проекте.

1. Аналитический обзор.

В данной главе курсового проекта мы рассмотрим наиболее распространенные интерфейсы, использующиеся для обмена данными между двумя устройствами. Английскому слову interface довольно трудно найти русский эквивалент. В это понятие входят и вид передаваемых сигналов (цифровые или аналоговые), и способ передачи (бит за битом последовательно или несколько битов параллельно), и назначение и порядок использования различных сигналов управления обменом, и уровни напряжения или тока, соответствующие тем или иным значениям сигналов, и, наконец, конструкция и назначение контактов разъемов и схемы соединительных кабелей. В большинстве случаев все эти требования стандартизированы, что позволяет легко соединять устройства различного назначения, заменять их более совершенными, а при необходимости и разрабатывать их самостоятельно.

Хотя параллельный интерфейс для сопряжения различных устройств проще в реализации и требует меньшего объема аппаратных средств, последовательный интерфейс более универсален. Один из практических примеров – передача данных на относительно удаленное периферийное устройство. Для такой передачи в последовательном интерфейсе требуется всего один провод, тогда как в случае передачи данных в параллельной форме необходимо, как правило, восемь проводов. Однопроводная передача имеет два преимущества. Одно из них связано с тем, что стоимость кабеля и необходимого набора линейных формирователей и приемников будет для нее существенно ниже, чем стоимость технических средств для эквивалентной многопроводной конфигурации. Ввиду этого, и особенно при необходимости передачи на большие расстояния, последовательный интерфейс, скорее всего, окажется значительно экономичнее параллельного. Кроме того, последовательная передача данных дает возможность пользоваться коммерческими системами связи, например обычной телефонной сетью или стандартными каналами передачи цифровой информации.

1.1. Параллельный интерфейс ИРПР.

Интерфейс радиальный параллельный (ИРПР) предназначен для радиального подключения к микропроцессорной системе устройств ввода-вывода с параллельной передачей информации, а также для обмена данными между двумя микроЭВМ. По этому интерфейсу обмен данными производиться побайтно