Разработка микропроцессорной системы для управления объектом. Составление карты распределения адресного пространства, страница 9

Выберем в качестве R12 резистор ОМЛТ – 0.125 – 510 Ом±5%.

Через резистор R11 должен обеспечиваться ток I_R11 = I_R12 + I_б = 5.25мА. Это значение не превышает тока I_OL=10мА порта микроконтролера. Тогда R11=(U_CCmax–U_R12)/I_R11=(5.25–1.53)/5.25=700 Ом. Пусть R11=680 Ом. Мощность, выделяемая на нём (5.25*10^-3)²*680=18.75мВт.

Выберем в качестве R11 резистор ОМЛТ – 0.125 – 680 Ом±5%.

Максимально допустимый ток через светодиод: I_max.VD = 10 мА. Для ограничения тока используется резистор R13. Напряжение на нем при прямом токе 10 мА будет лежать в пределах от 2,4 до 2,7 В. Тогда напряжение на резисторе R13 дет лежать в пределах от U_R.min= U_CC.min – 2,7 =2,05 В до U_R.max= U_CC.max – 2,4 =2,85 В. Отсюда найдем минимально допустимое сопротивление резистора R13: R13_min=U_R.max/I_max.VD=2,85/0,01=285 Ом. При прямом токе 5 мА прямое напряжение на светодиоде составит от 2,2 до 2,5 В. Тогда напряжение на резисторе R13 будет лежать в пределах от U_R.min=4,75–2,5=2,25 В до U_R.max=5,25–2,2=3,05 В. Максимально возможное сопротивление резистора R13: R13_max=U_R.min/I_min.VD=450 Ом. Построив нагрузочные прямые для случаев, когда сопротивление R13 составляет 285 Ом и 450 Ом, а напряжение на цепочке «светодиод VD9 – резистор R13» - 4,25 и 5,25 В, находим, что максимальный прямой ток через светодиод составляет 9,7 мА (сила света приблизительно равна 1,5 мкд), а минимальный прямой ток через светодиод составляет 5,1 мА (сила света приблизительно равна 1 мкд).

В качестве R13 выберем ОМЛТ–0.125–390 Ом ± 5% . Мощность, выделяемая на нём 0,0097²*390=36.69мВт.

Для отображения значений X1…X4 и светового аварийного сигнала выберем светодиоды КИПД02Г-1Л (VD9-VD12), цвет свечения - зеленый. Подключаем их к выходам регистра DD11. Для ограничения прямого тока через светодиоды последовательно с ними включаются резисторы R14…R17.

Произведем расчет резисторов R14 – R17 на примере R14.

Пусть на выходе 3 регистра DD9 установился сигнал "0". Тогда напряжение на цепочке «светодиод VD10 – резистор R14» будет находиться в диапазоне от U_CC.min–U_{OL.ИР15.max} = 4,75–0,5 = 4,25 В до U_CC.max –U_{OL.ИР15.min} =5,25–0=5,25 В. Прямой ток через светодиод VD9 не должен превышать 10 мА. Микросхема КР1533ИР15 может обеспечить выходной ток при низком уровне на выходе до 24 мА. Зададимся максимально допустимым током через светодиод: I_max.VD=10 мА. Напряжение на нем при прямом токе 10 мА будет лежать в пределах от 2,4 до 2,7 В. Тогда напряжение на резисторе R14 будет лежать в пределах от U_R.min=4,25–2,7=1,55 В до U_R.max=5,25–2,4=2,85 В. Отсюда найдем минимально допустимое сопротивление резистора R14: R14_min=U_R.max/I_max.VD=2,85/0,01=285 Ом. При прямом токе 5 мА прямое напряжение на светодиоде составит от 2,2 до 2,5 В. Тогда напряжение на резисторе R14 будет лежать в пределах от U_R.min=4,25–2,5=1,75 В до U_R.max=5,25–2,2=3,05 В. Максимально возможное сопротивление резистора R14: R14_max=U_R.min/I_min.VD=350 Ом. Построив нагрузочные прямые для случаев, когда сопротивление R14 составляет 285 Ом и 350 Ом, а напряжение на цепочке «светодиод VD10 – резистор R14» - 4,25 и 5,25 В, находим, что максимальный прямой ток через светодиод составляет 9,7 мА (сила света приблизительно равна 1,5 мкд), а минимальный прямой ток через светодиод составляет 5,1 мА (сила света приблизительно равна 1 мкд).

Расчет резисторов R15 – R17 выполняется аналогично.

В качестве резисторов R14–R17 возьмем резисторы OМЛТ-0,125-300 Ом  ± 5%  [8]. Максимальная мощность, рассеиваемая на резисторе R14: P_max=I_max.R14²×R14_max =0,0097²×300= 0.02823 Вт.