Електронен амперметър



Дата01.08.2018
Размер58.82 Kb.
ТЕХНИЧЕСКИ УНИВЕРСИТЕТ – СОФИЯ

ФЕТТ

КАТЕДРА: "ЕЛЕКТРОННА ТЕХНИКА”


ПРЕДМЕТ: "Микропроцесорна схемотехника"




ТЕМА:”ЕЛЕКТРОНЕН АМПЕРМЕТЪР”

Разработил: Катерина Атанасова Пашова Ф.№ 06019794 Курс:IV Група:3




Ръководител:………………………


Гл. ас. А. Керезов

СЪДЪЖАНИЕ:




  1. Задание.

  2. Обяснителна записка:

    1. Литературно проучване и избор на микропроцесор.

    2. Синтез на блоковата схема.

    3. Синтез на принципната схема.

    4. Блок-алгоритъм на програмата.

  3. Графична част:

    1. Графичен оригинал на печатна платка.

    2. Спецификация.

ОБЯСНИТЕЛНА ЗАПИСКА


Литературно проучване и избор на микропроцесор:
Автоматизацията на производството и научните изследвания налагат повишени изисквания към средствата за измерване: повишаване на точността, автоматизиране на процеса на измерване, получаване на резултат от измерването във вид удобен за отчитане и за обработване със средствата на изчислителната техника.

Електронните измервателни уреди са средства за измерване, които използват електронни преобразуватели и изработват информационен сигнал във внд на показание, достъпно за непосредствено възприемане от наблюдател, като непрекъсната функцияна измерваната величина.

Използването на микропроцесор в електронните цифрови уреди дава възможност за програмна обработка на информацията. Функционалните им възможности се определят от програмите записани в паметта на процесора. Дават възможност за автоматично избиране на подходящ обхват, запомнят резултатите от преките измервания, извършват необходимите изчисления и определена стоиност на измерваната величина се визуализира чрез индикаторно устройство.

В проекта се използва микроконтролер МС68НС11А8, който има вградени:



  • 8к байта ROM, 512 EEPROM;

  • 256 RAM памет;

  • SPI/SCI вграден интерфейс;

  • 8 битово, 8 канално АЦП;

  • таймерна система;

  • 3 input-capture линии, 5 output-compare линии;

  • максимална честота на външен кварцов осцилатор – 8 MHz;

Микроконтролера в проектираното устройство паботи в едночипов режим, при което се счита, че ресурсите вградени в него са достатъчни за правилното функциониране на програмата.
Синтез на блоковата схема:

Работата на проектираното устройство може да се обясни и чрез следната блокова схема:


Входният преобразувател е мястото, където неизвестнота величина се преобразува до информация подходяща за обработка от следващия блок – микропроцесора. Тук информацията се обработва и предава към блока за индикация. От блока записан като кварцов осцилатор се подават тактови импулси към процесора. И последния посочен блок е сериен асинхронен интерфейс RS232, който служи за връзка с РС.


Синтез на принципната схема:

Входната верига представлява преобразувател на измервания ток в напрежение (Rвх), схема за защита включваща два диода и съпротивление и програмируем усилвател на напрежение. Обхватите се избират посредством бутоните, като изходното напрежение (входното за АЦП) за всеки обхват варира 0 – 5 V. Тъй като. С натискане на бутон за избор на обхват включваме и съответния светодиод, който дава визуална информация за избрания обхват. Операционият усилвател трябва да бъде прецизен – с малко Uoffset, IB и др. Избирам LF156A.

Изчисленията за елементите на аналоговата част на схемата се прави по следната последователност:

Изчисляване на резисторите R7, R9, R11 и R13:

Използвани ознчения:

Ui – напрежение на входа на ОУ;

Uо – напрежение на изхода на ОУ;

Ix – токът, който ще измерваме;

AU – коефицент на усилване;

Започвам от най-голямия обхват:



Обхват: 2А

Ui=R1.Ix=1.2=2V AU=Uo/Ui=5/2=2,5V

АU=1+=2,5  =1,5

Ако R3=20k, тогава за R13=13,3k




Обхват: 0,2А


Ui=R1.Ix=1.0,2=0,2V AU=Uo/Ui=5/0,2=25V

АU=1+=25  =24

R11=800

Обхват: 0,02А


Ui=R1.Ix=1.0,02=0,02V AU=Uo/Ui=5/0,02=250V

АU=1+=250  =249

R13=82


Обхват: 0,002А


Ui=R1.Ix=1.0,002=0,002V AU=Uo/Ui=5/0,002=2500V

АU=1+=2500  =2499

R13=8
Изчисляване на точността на АЦП, вградено в микропроцесора:
Uo=5V; Nmax – 256 дискрета; Uo=ULSB.Nmax

ULSB==20mV


АЦП има точност .100%=0,4%.


За светодиодите VD1VD4 и резисторите R6, R8, R10 и R12 се правят изчисленията:

UF – пад на напрежение на светодиода;

IF – ток на консумация;

Vdd=UF+IF.R6  ще получим R6=R8=R10=R12

5=1,5+10.10-3.R6 R6=350

Избира се стандартна стойност 360.


Микропроцесорът МС68НС11А8 и е с 48 извода. Между EXTAL и XTAL се свързва кварцът, чиято честота е 8 MHz и тя се дели вътрешно на 4  2МHz е тактовата честота. Осцилатора е вграден в микропроцесора, а външно към него се включват кварцът, резисторът R17, С2 и С3. и не се използват и затова са свързани към 5V през резистор, а MODE към маса. Изводите PA0PA7 се оставят свободни. РЕ0 се свързва към изхода на ОУ, за да може полученото напрежение да се обработва от АЦП. РЕ1РЕ3 се оставят свободни. На VRH трябва да се подаде стабилно опорно напрежение – 5V, а VRL и VSS се връзват към маса. STRA също се оставя свободен, а към се включват R5, C1 и бутон К1, който ако е натиснат, кондензаторът ще бъде разреден. RxD и TxD са свързани към МАХ 232. PD2PD5 не са необходими и затова са оставени свободни, както и STRB и Е. Портовете РВ0РВ7 и РС0РС7 са свързани към буферите U6 и U5.

Зададеният интерфейс е вграден в избрания микроконтролер, като задаването на стандартните за MAX232 нива се осъществяват с външно включена схема по подходящия начин. MAX232 представлява двуканален линеен driver/resiver за всички EIA/TIA -232E и V.28/V.24 комуникационни интерфейси и навсякъде където не са достъпни ± 12V , осигуряващ скорост на обмен до 120 kbps и съдържа генератор на правоъгълни импулси, два умножителя на напрежение и четири преобразувателя на ниво. Този елемент има едно захранващо напрежение +5V. За преобразуването на напрежението в необходимите ±10V, се включват допълнителни външни кондензатори (0.1F – 1F). Преобразувателите на ниво, включени в MAX232 са два вида: с TTL входни напрежения и RS232 изходни; RS232 входни напрежения и TTL изходни. RS232 входовете са предназначени за работа с ±10V, което отговаря на стандарта RS232C. Схемата е включена по показаният начин, като кондензаторите са избрани по 0,1 uF. Тъй като не използваме и двата канала от схемата връзваме R2OUT и T2IN накъсо. Предимството на тази връзка е, че е възможно да се отчете дали е включено захранването на схемата.



Използвана е светодиодна динамична индикация, като се използват LED индикатори VQA34, свързани по схема общ катод. Тъй като портовете на използвания микропроцесор не могат да захранват с необходимия ток сегментите на индикатора, се налага включването на буферни схеми, които имат нужната товароспособност – 74LS244. Максималният ток, който тече във веригата индикация е 80 mA, ето защо транзисторите , с помощта на които избираме кои разред да свети са 2Т3108 и коефицент на усилване по ток е около 20. Ррезисторите R18-R25 са токоограничителни.
Блок-алгоритъм на програмата:


Каталог: files -> files
files -> Р е п у б л и к а б ъ л г а р и я
files -> Дебелината на армираната изравнителна циментова замазка /позиция 3/ е 4 см
files -> „Европейско законодателство и практики в помощ на добри управленски решения, която се състоя на 24 септември 2009 г в София
files -> В сила oт 16. 03. 2011 Разяснение на нап здравни Вноски при Неплатен Отпуск ззо
files -> В сила oт 23. 05. 2008 Указание нои прилагане на ксо и нпос ксо
files -> 1. По пътя към паметник „1300 години България
files -> Георги Димитров – Kreston BulMar
files -> В сила oт 13. 05. 2005 Писмо мтсп обезщетение Неизползван Отпуск кт


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2019
отнасят до администрацията

    Начална страница