Разработка микроконтроллера для управления турникетом в метро, страница 3

Микросхемы ОЗУ выбираются при высоком уровне сигнала А10 и поэтому занимают диапазон адресов 400Н–7FFH (1кБ).

ПЗУ используется для хранения программного обеспечения микроконтроллера и статических данных (констант). Для работы на восьмиразрядную шину данных используются две четырёхразрядные микросхемы ППЗУ: DD7 работает на младшую тетраду, DD9 на старшую. Сигналы адреса А0-А10 и выбора микросхем CS заведены параллельно на две микросхемы для обеспечения их синхронной работы.

Выходной каскад у используемых ПЗУ выполнен по схеме ‘открытый коллектор’, и поэтому для формирования высокого уровня сигнала используется набор резисторов А1, подключенный к шине питания +5В и линиям данных ПЗУ D0–D7. Основной недостаток при этом – повышенное сопротивление источника сигнала высокого уровня, равное сопротивлению резистора между каждой линией данных и шиной питания. В такой схеме при увеличении сопротивления резистора или ёмкости линии (пропорционально физической длине линии и числу подключенных входов МС) возрастает длительность переходного процесса для сигнала высокого уровня. В качестве компромиссного решения использована локальная шина данных ПЗУ D0–D7, которая подключается к общей шине данных через буфер с тристабильными выходами DD22 КР1533ИР33. Это позволило применить достаточно высокоомные резисторы для формирования ВУ (5,1 кОм), при этом в состоянии низкого уровня на линии данных через каждый резистор и выход МС ПЗУ протекает ток около 1 мА.

Выбор ПЗУ и считывание из них данных происходит при состоянии сигналов A10=L и MEMR=L.

2.4. Модуль ввода.

Модуль ввода построен на регистрах DD6–DD9 (КР1531ИР37), триггерах Шмидта DD1–DD4 (К1531ТЛ2) и дешифраторе DD5 (К1531ИД7). Принципиальная схема устройства представлена на рис.5. По сигналу IOR сформированному из сигналов процессора RD и IO/M разрешается работа дешифратора адреса, который в соответствии с кодом адреса находящимся на его адресных входах, осуществляет выбор регистра данных. На вход разрешения работы выбранного регистра подаётся сигнал низкого уровня и данные с его выхода выдаются на шину данных, а затем уже считываются процессором и записываются в ОЗУ. Триггеры Шмидта на входе модуля ввода предназначены для улучшения формы входных сигналов и предотвращения дребезга при переключении.

Рис.5. Модуль ввода

2.5. Модуль вывода.

Рис.6. Модуль вывода

Модуль вывода изображён на рис.6. Выходные данные на турникеты записываются в регистры DD28–DD31 (КР1533ИР37). Один восьмиразрядный регистр используется для управления двумя турникетами (по 4 сигнала на каждый: красная лампа, зелёная лампа, звуковой сигнал, закрытие турникета).

 Дешифратор DD26 предназначен для выбора конкретного регистра при записи данных в соответствующий порт. Дешифратор выбирается высоким уровнем сигнала А5 (базовый адрес 20Н).

Для управления оптопарами и оптореле используются мощные инверторы с открытым коллектором DD34–DD39 (К155ЛН5).

Резисторы R1–R5 ограничивают ток во входных цепях оптопар и оптореле на уровне 15мА.

R=(U_cc – U_вх.опт.)/I_вх.опт.=(5-2)/15мА=200 Ом.

В качестве реле для управления электромагнитом турникета (2А, 220В) используется оптоэлектронный прибор 5П19.10ТМ–3–4–Б2 (допускает 3А, 280В).

2.6. Модуль дисплея

В модуле дисплея используется динамическая индикация что обеспечивается программой микроконтроллера. Поэтому индикаторы HL1–HL6 (АЛС324Б) включены по матричной схеме. Регистр DD24 служит для выбора индикатора, а во второй регистр DD26 записывается семисегментный код цифры.

При записи единицы в один из разрядов DD21 открывается соответствующий ключ VT1–VT6. И на один из индикаторов подаётся напряжение питания.