Курсовая работа: Розробка термореле
Схема електрична структурна зображена на рисунку 1.1.
Функціонування приладу повинне здійснюватися таким чином:
Блок живлення перетворить напругу мережі в необхідну для роботи приладу напругу.
Є датчик для виміру температури. Вихідні сигнали датчиків - аналогові. Для вирішення поставленого завдання необхідно оперувати цифровими даними. Тому в схему включаємо аналого-цифровий перетворювач. Для виміру вказаної в завданні фізичної величини існує достатній вибір датчиків різних фірм. Проте досить складно підібрати усі датчики так, щоб вони співпадали з вхідним діапазоном АЦП. Окрім цього деякі датчики вимагають наявності певних зовнішніх ланцюгів, наприклад, схеми збудження, калібрування і тому подібне. Тому неминуча поява додаткових елементів, схем і ланцюгів, які потрібні для коректної роботи усього пристрою.
Датчик температури не вимагає яких-небудь зовнішніх ланцюгів узгодження, оскільки добре узгоджується з АЦП, як по діапазону, так і по чутливості. Як датчик температури застосуємо датчик DS18B20 фірми DALLAS.
Мікроконтролер обробляє отриману інформацію і видає її на блок індикації.
Рисунок 1.1 − Структурна схема мікропроцесорного пристрою для вимірювання температури
1.2 Обґрунтування вибору комплектуючих
Поява на нашому ринку відносно дешевих цифрових датчиків температури і зовсім дешевих мікроконтролерів зробила можливим створення цифрового термометра, який не вимагає калібрування і має багато всяких можливостей. Серед цифрових датчиків температури найцікавішими є мікросхеми DS1820 і DS18В21 фірми DALLAS. Хороші вони тим, що використовують для обміну однопровідний інтерфейс (1 - WireTM) фірми DALLAS. Це означає що датчики можуть бути підключені до термометра усього за допомогою 3-х дротів (датчик DS1820 можна підключити навіть за допомогою двох дротів). Датчик DS1820 точніший (але дорожчий), має менший час перетворення. Зате DS1821 може бути запрограмований в режим термостата для повністю автономної роботи.
При розробці схеми велика увага приділялася простоті та мінімальній кількості деталей. Тому передбачено підключення лише одного датчика. Декілька датчиків підключити цілком можливо, але в цьому випадку потрібно буде встановити перемикач для вибору активного датчика вручну. Перемикач може комутувати виводи DQ датчиків (вивод 2 DS18B20).
Більш детально датчик DS18В20 розглянуто у розділі ІІ.
Схема мікропроцесорного пристрою для вимірювання температури будується на основі мікроконтролера і80С51.
Використання МК сімейства і8051 забезпечує збільшення об'єму пам'яті команд і пам'яті даних. Нові можливості введення-виводу і периферійних пристроїв розширюють діапазон застосування і знижують загальні витрати системи. Залежно від умов використання, швидкодія системи збільшується мінімум в два з половиною рази і максимум вдесятеро.
Сімейство і8051 включає п'ять модифікацій МК (що мають ідентичні основні характеристики 8051, 80С51, 8751, 8031, 80С31), основна відмінність між якими полягає в реалізації пам'яті програм і потужності споживання.
і8051 має у своєму складі такі апаратурні засоби:
- процесор, до складу якого входять 1-байтний АЛП і схеми апаратурної реалізації команд множення і ділення;
- стираючий ПЗП програм місткістю 4 Кбайта;
- ОЗУ даних місткістю 128 байт;
- два 16-бітові таймери/лічильники;
- програмовані схеми введення/висновку (32 лінії). Напрям обміну інформацією через порти - всі порти двунаправлені, причому є можливість в кожному порту частину розрядів використовувати для введення даних, а частину для виведення.
- блок дворівневого векторного переривання від п'яти джерел;
- асинхронний канал дуплексного послідовного введення/висновку інформації з швидкістю до 375 Кбіт/с;
- генератор;
- схему синхронізації і управління.
Мікроконтролер також має:
– 32 регістри загального призначення (РЗП);
– 128 визначуваних користувачем програмно-управляючих прапорів;
– набір регістрів спеціальних функцій.