Анализ объекта автоматизации и постановка задачи проектирования
 Скачать 1.09 Mb.
|
3.4 Проектирование средств связи с ЭВМ верхнего уровняДля организации связи микроконтроллера с ЭВМ верхнего уровня используется последовательный порт. Последовательный порт микроконтроллера семейства MCS-51 является «дуплексным» портом, т.е. способен осуществлять прием и передачу данных одновременно. Входная часть порта обладает двойной буферизацией, т.е. способна осуществлять прием нового сообщения, пока предыдущее еще не прочитано процессором (однако только до момента окончания приема нового сообщения), что уменьшает загрузку процессора. Данные передаются с вывода TxD, а принимаются на вывод RxD. Посылка состоит из десяти бит: START-бит (0), восемь бит данных (младшими битами вперед) и STOP-бит (1). Скорость передачи определяется частотой переполнения таймера. Прием инициируется обнаружением отрицательного перепада уровня сигнала на входе RxD. 3.5 Разработка функциональной схемы источника электропитанияСтруктура источника питания: - мощность; - напряжение; - ток. В зависимости от используемой мощности и протекающих токов, входы цепи используют либо разъемные, либо клемные соединения. При токах свыше 10А используют клемные соединения  Рисунок 3.9 - Схема клемного соединения Входной фильтр низких частот предназначен для подавления высокочастотных импульсных помех, обычно выполняется в экранированном корпусе. Представляет собой частотный трансформатор и 1 - 2 конденсатора емкостью 0,1 мкФ.  Рисунок 3.10 - Фильтр низких частот Защитный токовый автомат:  Рисунок 3.11 - Схема защиты по току Выбирается исходя из среднего тока источника питания с учетом коэффициента записи: IA = Kз∙I1ср Защита по напряжению:  Рисунок 3.12 - Схема защиты по напряжению Представляет собой вариатор, индуктирующий питание сети. При достижение питающим напряжением напряжения отпирания варистора ток через него возрастает, что приводит к срабатыванию автомата токовой защиты Для повышения КПД выпрямителя практически всегда выполняется по мостовой схеме. Для преобразования переменного напряжение в импульсное.  Рисунок 3.13 - Схема мостового выпрямителя напряжения Цепь заряда ФНЧ2:  Рисунок 3.14 - Зарядная цепь на основе опторезистора VS1 Состоит из двух элементов: - токоограничительного элемента (сопротивление); - ключ, шунтирующий токоограничительный элемент (опторезистор VS1). Фильтр низких частот 2  Рисунок 3.15 - Фильтр низких частот 2 Предназначена для сглаживания пульсаций 100 Гц выпрямленного и замыкания по высокочастотному току, ключевых транзисторов преобразователя. В виду этого ФНЧ 2 состоит из двух конденсаторов С1 – большой емкости выполняющую первую функцию (электролитический), С2 – небольшой емкости на протекание высокочастотного тока. Цепь преобразователя - двухтактная мостовая: Ключ А1 представляет собой типовой модуль предназначенный для коммутации однополярной силовой нагрузки. Характеризуется наличием гальванической развязки управления и питающей цепи. Для форсирования коммутации силового транзистора используют двух полярное питание усилителя мощности.  Рисунок 3.16 – Схема включения ДПТ Сигнал управления силовым ключом обычно подаются на вход 2 и представляет собой логику с выхода микроконтроллера. Это связано с тем, что втекающий ток микроконтроллера, как правило в 2-3 раза больше, чем втекающий. При протекания тока через светодиод оптрона VB1, транзистор оптрона открывается, напряжение на выходе 4 падает до –U1. Усилитель мощности DA1 открывается, подавая положительный потенциал на базу транзистора VT1, VT1 открывается, ключ открыт. При прекращение протекания тока через диод оптрона, заряды рассасываются с базы транзистора оптрона через сопротивление R3 и на выходе 4 оптрона появляется напряжение +U1. Усилитель мощности закрывается, на выходе 6 возникает отрицательный потенциал, что приводит к рассасыванию заряда на базе VT1, ключ закрыт.  Рисунок 3.17 - Схема блока А1 Цепь вторичного электропитания Под цепью вторичного электропитания понимают узлы расположенные после трансформатора источника питания. Делятся на нестабилизированные и стабилизированные. Для стабилизации цепей вторичного электропитания, как правило применяют микросхемы компенсационного стабилизатора напряжения КРЕН например: КР142ЕН5А – (КРЕН5А) зарубежный аналог 7805 - стабилизатор напряжения 5В с током 2,5А. Микросхемы имеют встроенную токовую защиту от превышения  при достижение тока на ограничение.Кроме того, на кристалле стоит температурный датчик, предназначенный для защиты от перегрева.  Рисунок 3.18 - Типовая схема включения микросхемы КРЕН, тип корпуса Т25 Наличие конденсатора С2 емкостью 0,1 мкФ на выходе КРЕН является обязательным – для недопущение паразитных генераций. |