Разработка аппаратных средств микропроцессорной системы. Разработка модуля управления. Расчет электрического сопряжения по цепям адреса, страница 8

ЦАП содержит встроенный эталон напряжения и интерфейс, напрямую совместимый с микроконтроллером. Входы совместимы с уровнями ТТЛ и низковольтными КМОП. Адресация ЦАП – на память.

Входные данные с шины данных поступают от микроконтроллера на входы BIT1 – BIT8 ЦАП. При этом на вход  с микроконтроллера поступает сигнал , активный низкий уровень которого формируется при записи во внешнюю память. Выбор микросхемы будем производить с помощью сигнала , вырабатываемого на дешифраторе, который поступает на вход .

В соответствии с типовой схемой к выводу питания подключаем конденсатор С5 емкостью 0.1 мкФ (К53-17-25-0.1мкФ±10%) для обеспечения помехоустойчивости. Характеристики микросхемы AD557 приведены в приложении ?.

1.6  Разработка модуля управления

Модуль управления представлен на рис. 11. Этот модуль функционально можно представить как три отдельных узла:

- узел клавиатуры;

- узел ЖКИ;

- узел аварийной сигнализации.

1.6.1  Разработка узла клавиатуры модуля управления.

Клавиатурная часть образует матрицу 3 строки ´ 8 столбцов и состоит из 24 кнопок SB1–SB24, в их числе 16 клавиш шестнадцатеричного кода и три командные клавиши: "УСТАВКА"(INSTALL), "ВЫВОД"(OUTPUT), "ОСТАНОВ"(BREAK). Кнопка "СБРОС"(RESET) SB25 подключается к земле и схеме формирования сброса микроконтроллера, поэтому в клавиатурную матрицу не входит. Столбцы матрицы кнопок через развязывающие диоды VD1 – VD8 подключены к выходам буферного регистра КР1533ИР27 (DD10). Строки матрицы кнопок подключены к входам буферного регистра КР1533ИР27 (DD11). Сканирование клавиатуры проводится методом "бегущего нуля". На вход регистра столбцов DD10 по шине данных от микропроцессора циклически подается двоичный код, состоящий из единиц и одного нуля. В результате столбцы матрицы по очереди подключаются к низкому логическому уровню ("земле"). Если одна из кнопок нажата, то к низкому логическому уровню подключается соответствующая строка. В результате на входах регистра DD11 появляется двоичный код, содержащий хотя бы в одном разряде ноль и отражающий факт нажатия кнопок. Управление процессом сканирования проводится по командам  и , выдаваемых микропроцессором, и по командам  и , выдаваемых дешифратором DD3. Резисторы R4 – R6 являются подтягивающими и создают напряжение высокого логического уровня на строках матрицы в то время, когда кнопки не нажаты.

Диоды VD1 – VD8 должны быть выбраны исходя из условия, что падение напряжения на диоде при максимальном токе через него не должно превышать величину в 0,4 В. Используем диоды Д219А(VD1 – VD8). Судя по вольтамперной характеристике этого диода, максимальный ток через него во всех температурных режимах не будет превышать 500 мкА при падении напряжения на диоде 0,4 В. Для выбора диода был использован справочник [4]

Выберем в качестве SB1–SB25 кнопки НА3.604. Для данного типа кнопок коммутируемые мощность, напряжение и ток соответственно 220 Вт, 220 В, 4 А. Произведём расчёт подтягивающих резисторов R4 – R6 на примере резистора R5. Схема его подключения представлена на рис. 13.

Рис. 13. Схема включения резистора R5

Максимальное значение резистора R5 из необходимости получить потенциал, соответствующий логической единице, при максимальном токе через резистор и минимальном U_CC.

U_{CC MIN} – R5*I_MAX > U_{H MIN}, следовательно R5 < (U_{CC MIN} – U_{H MIN}) / I_MAX;

U_{CC MIN} = 4,75 В – минимальное значение U_CC;

U_{H MIN} = 2,4 В – минимальный потенциал, соответствующий логической единице;

I_MAX = I_IHИР27 – I_VDH = 20 мкА – 0 = 20 мкА – максимальный ток через резистор;

R5 < (4,75 – 2,4) / 20*10^-6 = 117500 Ом.