Разработка аппаратной части системы сбора и обработки данных

Министерство образования и науки РФ

Новосибирский государственный технический университет

Кафедра ССОД

Курсовой проект

по дисциплине “Микроконтроллеры”

«Разработка аппаратной части ССОД»

Вариант №4

Факультет: АВТ                                                    

Группа:  АО-11                                                                          

Выполнил: Салина Т.Р.                                         Преподаватель: Зубов С.П.

 

Новосибирск 2004

СОДЕРЖАНИЕ

1 Техническое задание............................................................................................................................ 3

2 Принципиальная схема............................................................................................................................ 4

3 Описание работы схемы............................................................................................................................ 5

4 Описание элементов схемы............................................................................................................................ 7

4.1 Микроконтроллер MSP430C325...................................................................................................................... 7

4.2 Мультиплексор MUX16FT      8

4.3 Микроконтроллер ADM485  9

4.4 Разъемы……………………………………………………………………….….9

5 Спецификация элементов            10

1 ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Разработать аппаратную часть системы сбора и обработки данных, в функции которой входят:

-  измерение аналоговых сигналов 0 – 0,05 mA, 0…1 Hz по 16 каналам с погрешностью не более 0,01 %;

-  формирование управляющих воздействий "вкл – выкл" по 10 выходам;

-  обмен данными с системой верхнего уровня по интерфейсу RS 485.

Энергопотребление схемы не критично.

2 ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА

Рис. 1. Принципиальная схема аппаратной части ССОД.

3 Описание РАБОТЫ СХЕМЫ

 При подаче питания на микроконтроллер, он сбрасывается в начальное состояние. После этого необходимо настроить цифровые порты ввода-вывода. С помощью регистра ACTL (014h) задаем начальные настройки аналого-цифрового преобразователя (АЦП) микроконтроллера.

Рассмотрим подробнее данный регистр.

·  Conversion Start (SOC). Бит начала преобразования.

Необходимо установить в 1 непосредственно перед преобразованием.

    BIS #SOC,&ACTL ; Начало преобразования

• Voltage Reference Bit (VREF). Бит опорного напряжения.

Устанавливается в 0, если источник опорного напряжения внешний и 1- если внутренний. В данном случае источник опорного напряжения – внешний (VREF = 0).

• ADC Input Select Bits. Биты канала преобразования.

В нашем случае преобразование напряжения ведется с каналов А1 и А2.

Тогда, для опроса канала А1 соответствует комбинация битов 0001,

а для канала А2 – 0010. 

BIS #A1+SOC,&ACTL ; Начало преобразования с вывода А1

• Current Source Output Select Bits. Биты, кодирующие входной канал АЦП, подключенный к генератору тока.

Так как А0 соединен с внутренним генератором тока, то для него соответствует комбинация битов 000.

BIS #CSA0+A1+SOC,&ACTL ;//  А0 соединен с генератором тока, начало опроса A1.

• Range Selection Bits. Биты кодирования поддиапазона.

Работая в 14-ти разрядном режиме поддиапазон рабочих напряжений определяется во время первого такта преобразования.

MOV #RNGAUTO +CSA0+A1+VREF,&ACTL

• Power Down Bit (PD).  Бит режима энергопотребления.

Pd = 0:  АЦП обычный режим.

Pd = 1: АЦП  в режиме пониженного энергопотребления.

• ADCLK. Частота тактирования АЦП.

 

Выбирая комбинацию 00 для ADCLK  - АЦП тактируется частотой MCLK.

• Input Enable Register

В регистр управления AEN  необходимо указать, что А1 и А2 будут работать как аналоговые входы.

То есть АЕN.1 = 0  и АEN.2 = 0. 

 Регистр P0DIR (012h), который определяет направление передачи данных порта P0, выставляем в [x1011xxx]. Логическая единица «1» – выход, соответственно логический ноль «0» – вход. В регистр P0IES (014h), который управляет типом событий порта P0, записываем x0100xxx. Логическая единица «1» – переход от логической единицы к логическому нулю, соответственно логический ноль «0» – переход от логического нуля к логической единице. Регистр P0IE, который разрешает прерывание при возникновении события на линии порта P0, выставляем в [x0100xxx]. Логическая единица «1» – разрешено, соответственно логический ноль «0» – запрещено.

Затем настраиваем USART – универсальный синхронно/асинхронный прием-передатчик. В управляющем регистре UCTL (070h) с помощью бита SYNC выбирается асинхронный режим передачи данных (SYNC = 0).

На выходах S3 – S6 формируется код для переключения входного сигнала (изначально 0000 – для мультиплексирования 1-го входа). АЦП оцифровывает сигнал, пришедший с мультиплексора. С интерфейса RS 485 на P0.3 приходит управляющий сигнал. При этом формируется сигнал «вкл – выкл», а на выходах S7 – S10 формируется код, переключающий выход демультиплексора к нужному выходу. Затем на выходах S3 – S6 формируется код 0001 (для мультиплексирования 2-го входа) и т.д.

4 Описание элементов схемы

4.1 Микроконтроллер MSP430C325