Разработка цифрового термостата на основе оценочного комплекта TasteIt!-2

1.  Техническое задание.

Разработка цифрового термостата на основе оценочного комплекта TasteIt!-2

Диапазон измеряемых температур: 0 – 70 С

Порог срабатывания: регулируется пользователем.

2.  Особенности и структура оценочного комплекта.

Данный комплект предназначен для микроконтроллеров общего назначения серии K-Line 78K0/Kx2. К его особенностям можно отнести следующее:

- Простота в использовании демонстрационных возможностей платы:

Комплект содержит такие элементы управления, как кнопки управления, ЖК-индикатор, светодиоды, регулятор входного напряжения для АЦП, термометр, имеется возможность работы с последовательным портом UARTчерез интерфейс USB.

·  Функция отладки на кристалле:

Поддерживается функция отладки на кристалле при помощи отладчика фирмы IARC-SPY, позволяет программироватьFlash-память и поддерживать стандартные функции отладки, такие как непрерывное и пошаговое исполнение программы, действия с памятью и т.д.

·  Питание через интерфейс USB:

Не требует отдельного источника напряжения, так как питание осуществляется непосредственно через интерфейс USB.

·  Символьный модуль ЖК:

В стандартный комплект входит символьный ЖК-дисплей 12 на 2, позволяющий сделать наглядной выходную информацию.

·  FPL3 – ПО для программирования Flash-памяти микроконтроллера:

Данное программное обеспечение позволяет выбрать и загрузить необходимые приложения в плату для отладки.

·  Поддержка аналого-цифрового преобразования.

·  Доступны различные входные-выходные сигнальные линии, такие как порты ввода – вывода, подготовленные для подключения пользовательского оборудования; входные сигналы таймеров; интерфейс UARTчерез микросхему USBUARTFT232; поддержка шины LIN; температурный датчик KTY13-5; 4 выходные линии подсоединение к светодиодным индикаторам; 2 кнопки управления, предназначенные для генерации внешних прерываний.

Оценочный комплект взаимодействует с персональным компьютером через USB интерфейс. Микроконтроллер работает на частоте 12 МГц. Микросхема преобразования USB-UARTFT232 позволяет программному обеспечению получать доступ к USB устройству так, как будто работа идет со стандартным интерфейсом RS232. Драйвер виртуального порта (FTDIVirtualCOMPort)  определяется в операционной системе как дополнительный СОМ порт. Этим преследуется несколько целей: во-первых,  ПК может быть использован для внутрисхемной отладки, при помощи  отладчика IARC-SPY; во-вторых, для программирования внутренней FLASH памяти МК 78K0/KF2, используя программное обеспечение FPL3, в-третьих, для  питания всей электронной схемы. Напряжение 5В поступает непосредственно с USB разъема, и дополнительный источник питания не требуется.

Оценочный комплект функционально состоит из двух частей: процессорного

модуля (рис. 1) и основной платы (рис. 2). Главным электронным компонентом процессорного модуля является микроконтроллер uPD78F0547D, принадлежащий к семейству микроконтроллеров общего назначения 78K0/KF2. Буква Dв конце наименования означает, что в процессор добавлен блок отладки на кристалле. Также на рисунке 1 показано пять разъёмов, четыре из которых позволяют подключать пользовательское оборудования и еще один (CN7) для подключения отладчика 78K0MINI. С обратной стороны модуля находятся два разъёма для подключения к основной плате. На основной плате находятся все остальные электронные компоненты. В качестве устройства отображения информации используется символьный двухстрочный ЖК-дисплей фирмы WINSTAR. Он содержит стандартную таблицу знакогенератора и память для символов пользователя. Параллельный интерфейс для обмена с ЖКИ состоит из 3-х управляющих линий и 8-ми битной шины данных. Для управления контрастом используется один из двух потенциометров. На плате предусмотрена линейка 4-х планарных светодиодов, позволяющих увеличивать наглядность отображаемой информации. В качестве устройства ввода используются три кнопки управления, две из которых соединены с входами внешних прерываний, а третья – к линии сброса. Для работы с АЦП предусмотрена ещё три элемента: внешний потенциометр сопротивлением 47кОм, позволяющий подавать напряжение на вход АЦП от 0 до 5В, источник опорного напряжения 1,2В для калибровки получаемой с АЦП информации и аналоговый температурный датчик KTY13-5.

Еще одним элементом основной платы является линейка переключателей, с помощью которой можно выбирать режим работы оценочного комплекта:

3.  Описание температурного датчика KTY13-5.

В данном комплектедля измерения температуры применяется кремниевый резистивный датчик KTY13-5, который подсоединён к аналоговому входу АЦП: ANI2,который является портом P22 используемого микроконтроллера.Температурное сопротивление датчика при T=25⁰Cможет изменяться от 1950 до 1990 Ом. Тепловое сопротивление сенсора можно рассчитать: