Разработка аппаратных средств микропроцессорной системы. Разработка модуля управления. Расчет электрического сопряжения по цепям адреса, страница 9

Минимальное значение резистора R5 определяется из того, что ток через диод не должен превысить IVD MAX  = 500 мкА в случае, когда на выходе регистра RGREAD установлен нулевой потенциал. В этом случае при одновременном нажатии всех трех клавиш столбца ток, который потечет через диод VD, будет равен трем токам, которые протекают через резистор R5.

5*IRL + IIL MAX ИР27 < IVD MAX;

IRL = UCC MAX / R5 > 5*UCC MAX / (IVD MAXIIL MAX ИР27);

R5 > 5*5.25 / (500*10-6 – 200*10-6) = 87500 Ом.

В качестве резисторов R4 – R6 возьмем ОМЛТ-0.125-100кОм±5%

Схема организации сброса микропроцессора AT89С52 представлена на рис. 14.

Для организации сброса микропроцессора AT89С52 необходимо на  вход RST подать сигнал высокого уровня на время, превышающее два машинных цикла. Период тактовой частоты генератора равен Т = 83 нс. Тогда длительность одного машинного цикла равна Тм = 12*83 = 1000 нс = 1 мкс, где 12 – это число периодов сигнала тактового генератора в машинном цикле. Таким образом, напряжение высокого уровня на входе RST для сброса микроконтроллера необходимо удерживать не менее 2 мкс, т.е. tСБР = 2 мкс. Уровень логической единицы при сбросе UIH RST  = 0,7*UCC MIN = 3,675 В.

Получаем:

R2*C6 ≥ UCC min * tСБР / (UCC minUIH RST) = 4.25*2*10-6 / (4.25 – 3.675) = 14.78*10-6

Пусть конденсатор С6 = 10 мкФ, тогда R2 > 1,47 Ом.

Выберем в качестве С4 конденсатор К10 – 9 – 25 В – 10 мкФ ± 20%, в качестве R2 резистор ОМЛТ – 0.125 – 15 Ом ± 5%.

При замыкании кнопки сброса она может перегореть вследствие большого начального тока. Для ограничения этого тока поставим резистор R3, который и будет снижать ток до предельного. Номинал R3выберем из расчета, что R3>UCCmax/Iдоп=5.25/4=1.313 Ом. Пусть R3 = 15 Ом. Выберем в качестве R3 резистор ОМЛТ – 0.125 – 15 Ом ± 5%.

Рис. 14. Схема сброса микроконтроллера.


1.6.2  Разработка узла ЖКИ модуля управления.

Для отображения значения Q4 используется жидкокристаллический индикатор ЖКИ Powertip. Значение Q4 вычисляется по формуле A0+N7*A1. Коэффициент А0=0.17, А1=0.25. Значение N7 получаем преобразованием напряжения X7 в двоичную форму, а т.к. X7 изменяется в пределах от 0 до 2.56 В, то диапазон изменения Q4 – от 0.17 до 0.81.  

Управление индикатором осуществляется контроллером ЖКИ. В качестве контроллера возьмем микросхему HD44780U фирмы HITACHI(DD12). С микроконтроллера на ЖКИ подаются следующие сигналы:

- C/D – сигнал выбора в ЖКИ регистра команд или регистра данных, то есть сигнал определяет, что записывается: команда или данные;

- E – сигнал стробирования чтения или записи данных;

- W/R – сигнал записи/считывания.

Согласно типовой схеме подключения контроллера ЖКИ HD44780U  (рис. 15) к источнику питания к выводам микросхемы UCC, GND и V0 подключены резистор R12 и конденсатор С7. Значения их номиналов взяты из технической документации – R1222 кОм, С7=0.1 мкФ. Точное значение номинала резистора подбирается при проектировании в зависимости от условия дальнейшей работы самого индикатора. Возьмем в качестве R12 резистор ОМЛТ-0.125-22 кОм ±5%., а в качестве С7 – конденсатор К53 – 17 – 25 В – 100 нф ± 10%.

Рис. 15. Схема подключения ЖКИ HD44780U к источнику питания.

1.6.3  Разработка узла аварийной сигнализации.

Двоичные сигналы Х1–Х4 поступают в блок непосредственно извне МПС. Они подаются на элементы «НЕ» с повышенной нагрузочной способностью КР1533ЛН8 (DD4.3 – DD4.6). Также на индикацию выводится аварийный сигнал , который формируется микроконтроллером AT89C52. Для отображения сигналов используем светоизлучающие диоды 3Л–102Г (VD9–VD13), для этого подключим их катоды к выходам микросхем DD4.3-DD4.6, а на аноды подадим напряжение питания. Для ограничения тока используем резисторы R7–R11. Диод 3Л–102Г имеет красный цвет свечения, силу света не менее 100 мккд при 70 0С и IПР = 10 мА, прямое напряжение UПР не более 2,8 В, предельный постоянный ток  IПР max = 10 мА.