Разработка аппаратных средств. Разработка структурной схемы. Разработка модуля пульта управления CPAN, страница 6

- ток свечения от I_свечmin=5мА до I_свечmax=10мА

Сигналы X1, X2, X3, X4 подаются на светодиоды через элементы

2-И-НЕ КР1533ЛА21(DD14) , «зажигание» диода производится током низкого уровня I_{OLКР1533ЛА21} = 24мА на выходе элемента 2-И-НЕ. Для ограничения этого тока поставим резисторы R13 – R16 . Приведём расчёт номинала резистора для R13.

При I_свеч=I_свечmax=10мА падение напряжения на диоде U_VD1не более 1.8В. Тогда R13_min=(U_CCmax–U_OLЛА21min–U_VD1)/I_свечmax=295 Ом.

При I_свеч=I_свечmin=5мА падение напряжения на диоде U_VD1 не более 2.4В. Тогда R13_max=(U_CCmin–U_OLЛА21max–U_VD1)/I_свечmin=490 Ом.

Пусть R13=380 Ом, выделяемая мощность 38мВт. Выберем в качестве R13–R16 резисторы ОМЛТ-0.125-370 Ом±5%.

Согласно техническому заданию узел аварийной сигнализации вырабатывать звуковой сигнал с частотой 500Гц. Для этого поставим динамическую головку 0.25ГДШ-2 (BA1) c характеристиками :

- номинальная мощность 0.1Вт (макс. 0.25Вт)

- номинальное сопротивление 50Ом

- номинальный диапазон воспроизводимых частот 450 – 3150Гц

Рассчитаем значения токов

 А = 44.7 мА

 А = 70.7 мА

Управление динамической головкой производится с порта P1.6 микроЭВМ AT89C51 через элемент 2-ИЛИ КР1533ЛЛ4(DD11.3). Резисторы R18 и R19 для согласования токов динамика и порта. Резистор R17 служит для ограничения тока через динамическую головку. Для коммутации тока на головку используется транзистор VT1 КТ501Б . Для него постоянный ток коллектора I_К = 300 мА, предельное напряжение U_{КЭ max}=15 В, предельное напряжение U_{КБ max} = 15 В, b = 40 ¸ 120, падение напряжения U_{КЭ НАС} = 0.4 В . Для того, чтобы обеспечить ток I_ном через коллектор транзистора минимально-необходимый ток базы должен быть I_{Б min}= S *I_ном / b = 2 * 41 / 40 = 2.1 мА.

Номиналы резисторов R18 и R19 рассчитываются исходя из следующих условий:

- ток через элемент КР1533ЛЛ4(DD11.3) не должен превышать предельно допустимого;

- ток через базу транзистора не должен быть меньше минимально-необходимого.

Тогда получим:

R18³ ( U_CCmax - U_{OLКР1533ЛЛ4min} ) / I_{OLКР1533ЛЛ4min} = 425Ом,

R18 + R19 £ ( U_CCmin - U_КБmax ) / I_бmin .

R18 возьмем равным R22=420Ом. В этом случае получаем:

R19 £( U_CCmin - U_КБmax ) / I_бmin - R18 = 1439 Ом.

Номинал резистора R19 возьмем равным R19=1500 Ом, выделяемая мощность на резисторах R18 и R19 P_R18= 0.06 Вт и P_R19=0.007 Вт

Выберем в качестве R18 и R19 резисторы ОМЛТ-0.125-420Ом±5% и ОМЛТ-0.125-1500 Ом±5% соответственно.

Резистор R17 необходим для ограничения тока, протекающего через динамическую головку. Его номинал выбирается таким образом, чтобы ток не оказывался больше предельно-допустимого тока I_max или меньше номинального тока I_ном.

R17 ³ ( U_{CCma x}- U_{КЭнас min} ) / I_{ma x}= 27 Ом,

R17 £ ( U_CCmin - U_{КЭнасmax} ) / I_ном = 41 Ом.

Выберем номинал резистора равным R17=33Ом, максимальный ток через резистор :

I_R17max = ( U_CCmax - U_{КЭнас min} ) / ( R17 + R_ном ) = 66 мА

Тогда выделяемая мощность:

P_R17 = I²_R17max * R17 = 0.143 Вт.

В качестве резистора R17 будем использовать ОМЛТ-0.125-33 Ом±5%.

Для отображения значения Q4 используются два семисегментных индикатора с общими анодами АЛ305А (HG1, HG2). Размер цифры для данного индикатора 6,9 мм. Масса – не более 1,5 г. Цвет свечения – красный. Яркость при токе 20 мА не менее 350 кд/м², неравномерность яркости индикатора составляет –60%. Постоянное прямое напряжение при токе 20 мА не более U_инд=4 В. Предельный постоянный ток через каждый сегмент при температуре от –60 °С до 70 °С – 22 мА.

Произведём расчёт для семисегментного индикатора HG1. Для индикатора HG2 расчёт аналогичен. Примем ток через один сегмент I_ИНД = 20 мА. Общий ток через индикатор составит I_{ИНД ОБЩ} = 8 * 20 мА = 160 мА. Для обеспечения такого тока используется транзистор VT1, управление которым осуществляется старшим разрядом шины данных BD.7, подача  с шины BD 

« информации » для отображения подается на регистр DD10. Выбор индикатора для отображения производится старшим разрядом шины данных BD.7.  Выберем в качестве VT1 транзистор типа КТ501Б.

Для ограничения тока через семисегментные индикаторы установим резисторы R1-R8. Их номинал выбирается таким, чтобы ток в цепи не превышал предельно допустимый: