Разработка системы сбора данных на базе МК АТ90S2313, страница 2

При выборе резистора из 10% шкалы можно взять резистор номиналом 4,7 кОм.

          На основании проведенных вычислений в качестве ключевого транзистора выберем биполярный транзистор КТ 807Б, предназначенный для работы в усилителях низкой частоты, источниках питания. Из [4] имеем для него параметры:

Параметры транзистора:

Коэффициент усиления	45-150
Постоянный ток коллектора Iк	0,5А
Постоянный ток базы	менее 0,1А

3.Кварцевый резонатор

Для тактирования микроконтроллера используется кварцевый резонатор HC49S на 1 МГц. С целью облегчения запуска тактового генератора, параллельно подключены конденсаторы номиналом 22 пФ [5].

Принципиальная схема.

Пунктиром показано подключение нагрузки.

Для нагрузки требуется ток 200мА.

Цифровой выход микроконтроллера AT90S2313 способен выдавать ток до 4мА.

Определим необходимый коэффициент усиления h по следующей формуле:

==50

Так как транзистор управляется током, а цифровая микросхема является источником напряжения, для преобразования напряжения в ток следует использовать резистор. Рассчитаем его сопротивление:

Минимальное напряжение на выходе микросхемы, интерпретируемое как высокий уровень, равно 2.4В. Падение напряжения на базовом переходе транзистора примем равным 0.7В. Тогда падение напряжения на резисторе должно составлять

=2.4-0.7=1.7B.

Так как к цифровому входу подключен только транзисторный ключ, пусть через него протекает максимальный ток 4мА. Тогда, по закону Ома, можно определить сопротивление резистора как отношение падения напряжения к протекающему току.

R = =425Ом

При выборе резистора из 10% шкалы можно взять резистор номиналом 510 Ом [3].

Схема подключения нагрузки будет иметь вид:

В качестве логического элемента «НЕ» подойдет любая микросхема, реализующая функции ИЛИ-НЕ или И-НЕ. В данном случае используется недорогая микросхема 130ЛР1, содержащая 2 логических элемента ИЛИ-НЕ.

Кварцевый резонатор – HC49S на 1 МГц.

Для облегчения запуска тактового генератора, согласно рекомендации в [5] подключены конденсаторы 22 пФ.

Для предотвращения возникновения ситуации «висящих входов» на все порты микроконтроллера установлены подтягивающие резисторы номиналом 4,7 кОм.

Так как уровни сигналов, выдаваемых UART микроконтроллера, несовместимы с уровнями интерфейса RS-232, на выход микроконтроллера требуется установить преобразователь уровней. В качестве такового используется широко распространенная микросхема ADM202. Номиналы конденсаторов С1 … С4 выбраны согласно спецификации на данную микросхему. В связи с тем, что напряжение на интерфейсе RS‑232 превышает напряжение микроконтроллера, в схеме используется гальваническая развязка, выполненная на оптронах 4L35. Также, в целях обеспечения развязки, в цепи преобразователя уровней и входной цепи микроконтроллера используются отдельные микросхемы для реализации логической функции «НЕ». Двойное инвертирование сигнала на входе UART микроконтроллера необходимо для улучшения фронтов сигнала на выходе оптрона. Так как в данной схеме UART работает на низкой скорости – 2400 БОД – в качестве микросхем, реализующих логическую функцию «НЕ» применены дешёвые микросхемы 130ЛР1. Резисторы R14 и R17 служат для ограничения тока в диодной цепи оптрона, препятствуя выгоранию выходов микроконтроллера, преобразователя уровней и оптронов. С этой же целью применены резисторы R16 и R18, ограничивающие ток коллекторной цепи оптронов. Резисторы R15 и R17 предназначены для предотвращения открывания p-n переходов оптронов D3 и D4 обратным током коллектора. Номиналы данных элементов взяты согласно рекомендациям в [6].