Курсовая работа: Разработка архитектуры, принципиальной схемы и конструкции специализированного микроконтроллера

Основным элементом ФИД является прозрачный диск с нанесенными на него рисками, количество которых достигается нескольких тысяч. При повороте диска, луч света, излучаемый источником ИС, модулируется рисками и воспринимается фотоприемниками ФП. Электрические сигналы от ФП преобразуются электронным преобразователем ЭП в систему электрических сигналов, которые подаются на микроконтроллер.

Схема фотоимпульсного датчика скорости

В качестве электронного преобразователя рассматривается следующая схема сопряжения ФИД с цифровой системой.

Структурная схема сопряжения ФИ датчика

с цифровой системой управления

4.1 Гальваническая развязка

В качестве гальванической развязки возможно применение

- трансформаторы

- оптопары

Используется оптопара, выполненная на микросхеме… Каждая оптопара ставится на каждый канал фотоимпульсного датчика.

4.2 Мажоритарный элемент

Имеет нечетное число входов и один выход. Сигнал на выходе элемента получает то значение, которое имеется не большинстве его входов. Если необходимо создать мажоритарный элемент на какое-либо количество входов, то необходимо суммировать все сигнал от элементов «И», на входы которых подаются все комбинации входных сигналов от большинства.

Поскольку мажоритарный элемент используется для выявления и устранения кратковременных импульсных помех, то сначала необходимо выполнить сдвиг информационного сигнала на некоторое количество тактов.

Сдвиг информационного сигнала можно выполнить на D-триггерах (в данном проекте используется 3 D-триггера для одного канала сигналов).

Схема сдвига сигнала

Для данной схемы возможно всего 3 комбинации:

A’	1T	2T
1 1 0	1 0 1	0 1 1

Следовательно, необходимо 3 элемента «И» и одни «ИЛИ». Схема мажоритарного элемента будет иметь вид (см. рисунок 12).

4.3 Схема выделения импульсов

Широко распространена схема выделения импульсов, собранная на мультиплексорах. Для определения входных данных мультиплексора составляются диаграммы входных импульсов (см. рисунок 10). Поскольку задан датчик без умножения, то будем считать, что выходной импульс формируется по фронту сигнала А.

Диаграмма этих сигналов при вращении вправо и влево показана на рисунке11. При этом необходимо обеспечить, чтобы при движении вправо при каждом переходе входного сигнала происходит прибавление 1http://www.unilib.neva.ru/dl/532/k9-2-1.gif в счетчике, а при движении влево – вычитание 1. Таким образом, в счетчике ПК формируется код угла поворота Na или его приращения.

Поскольку задан датчик без умножения, то разрядность счетчиков равна 10.

Используются три микросхемы 4-разрядных реверсивных двоичных счетчиков К555ИЕ7, соединенных по схеме увеличения разрядности.

Для передачи данных в микроконтроллер используются 2 микросхемы буферных регистров К555ИР33

Запись данных в регистр производится с приходом такта на вход С. Для чтения информации с МК на вход Z подается сигнал H-уровня. При этом выходы регистра переходят из высокоимпедансном состояния в обычное.

5 Расчет потребляемого тока от источника питания

Токи, потребляемые элементами, входящими в состав микроконтроллера для обработки дискретных сигналов, приведены в таблице 5.

Таблица 5

Микросхема	Наименование элемента	Количество элементов	Потребляемый ток, мА
DD1	AT89C5131A-L	1	25
DD2	MCP4921	1	24
DD3	AD7949	1	50
DD4	КР580ВД79	1	60
DD5	К555ИД3	1	35
DD6-DD8	К555ИЕ7	3	3*20
DD9-DD10	К555ИР33	2	2*20
DD11	К555ТМ8	1	15
DD12	К555ТМ9	1	18
DD13	К555КП2	1	10
DD14	К555ЛЛ1	1	10
DD15-DD16	К555ЛИ1	2	11.5*2
HG1-HG9	АЛС348А	10	8*10

Суммарный ток, потребляемый элементами микроконтроллера от источников питания, составляет 395мА.

РАСЧЕТ БЛОКА ПИТАНИЯ