ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

на курсовой проект «Часы с ручной коррекцией»

В процессе курсового проектирования необходимо:

— разработать электрическую схему часов и выбрать элементы;

— разработать программное обеспечение;

Устройство должно:

— работать от напряжения сети 220В 50Гц;

— обеспечивать индикацию часов, минут и мигающей точки;

— иметь необходимые органы управления для ввода начального времени;

Погрешность хода часов не более 1 сек в сутки.

Документы, предъявляемые к защите курсового проекта:

— пояснительная записка:

— схема электрическая принципиальная устройства:

— перечень элементов;

— блок схема алгоритма работы программы и текст программы (входят в пояснительную записку).

— текст программы.

Внимание!

Это ОЗНАКОМИТЕЛЬНАЯ ВЕРСИЯ работы №3476, цена оригинала 1000 рублей. Оформлена в программе Microsoft Word.

Оплата. Контакты.

АННОТАЦИЯ

«Часы с ручной коррекцией»

В курсовом проекте разработаны структурная и электрическая принципиальная схемы часов. Разработан алгоритм функционирования устройства в виде блок-схемы. Управляющая программа для микроконтроллера PIC16F84 реализована на языке программирования Assembler.

Содержание

Введение 5

1.Разработка структурной схемы устройства 6

2.Выбор элементной базы 8

3.Разработка схемы электрической принципиальной 17

4.Разработка программного обеспечения 22

5.Программирование микроконтроллера 34

6.Расчет источника вторичного питания 36

Заключение 38

Список литературы 39

Приложение А Часы схема электрическая принципиальная 40

Приложение Б Перечень элементов 41

Введение

Последние годы отмечены массовым наполнением рынка всевозможной автоматизированной аппаратурой самого различного назначения и самой различной сложности от пластиковой платежной карточки до холодильника. Это стало возможным благодаря микроконтроллерам. Микроконтроллеры входят во все сферы жизнедеятельности человека, их насыщенность в нашем окружении растет из года в год. Раньше, изобретателю электронных схем приходилось иметь дело с «кучей» электронных компонентов, размещая с огромным трудом все на печатной плате размером метр на метр.

Фирмы, производящие микроконтроллеры ATMEL, INTEL ,MICROCHIP. Каждая из перечисленных фирм имеет более 100 видов различных по назначению микроконтроллеров, а каждый микроконтроллер не менее 200 страниц технических описаний и характеристик плюс к этому на английском языке.

Средства разработки программного обеспечения для микроконтроллеров у каждой фирмы свое, а что касается языков программирования, конечно, такие языки как «ассемблер C, PASCAL, JAVA, DELPHI,C++»

1.Разработка структурной схемы устройства

Структурная схема электронных часов на микропроцессоре приведена на рисунке 1. Она состоит из 4 основных блоков. Тактовый генератор предназначен для генерации прямоугольных импульсов частотой 4 Мгц для тактирования микропроцессора и программируемого таймера . Микропроцес-

Рисунок 1. Структурная схема устройства

сорный блок состоит из микропроцессора, постоянного и оперативного запоминающего устройств предназначен для управления всеми другими блоками часов. Он осуществляет обработку прерывания полученного от таймера предварительно делает его установку на нужное значение, готовит данные полученные от таймера, выводит значение на индикатор и считывает значение с клавиатуры. Контроллер клавиатуры и дисплея предназначен для дешифрации значений полученных от микропроцессора и усиления сигналов для индикатора также осуществляет предварительную обработку сигналов полученных от клавиатуры. Дисплей предназначен для вывода реального времени в графическом виде понятном для человека. Клавиатура электронных часов служит для ввода управляющих сигналов таких как установка режима индикации дисплея и установка времени.

2.Выбор элементной базы

Данное устройство может быть выполнено на разной элементной базе включая микросхемы серии 155,176,561 также различные микропроцессорные комплекты 580,1816,1830 и на специализированных микросхемах например 1901 что предпочтительней с экономической точки зрения т.к в их состав входят контроллер клавиатуры и дисплея тактовый генератор, устройство управления, таймер и многое другое необходимое для электронных часов. В данной работе в учебных целях это устройство будет разработано на микроконтроллере фирмы Microchip.inc.

PIC16F84 относится к семейству КМОП микроконтроллеров. Отличается тем, что имеет внутреннее 1K x 14 бит EEPROM для программ, 8-битовые данные и 64байт EEPROM памяти данных. При этом отличаются низкой стоимостью и высокой производительностью. Все команды состоят из одного слова (14 бит шириной) и исполняются за один цикл (400 нс при 10 МГц), кроме команд перехода, которые выполняются за два цикла (800 нс). PIC16F84 имеет прерывание, срабатывающее от четырех источников, и восьмиуровневый аппаратный стек. Периферия включает в себя 8-битный таймер/счетчик с 8-битным программируемым предварительным делителем (фактически 16 — битный таймер) и 13 линий двунаправленного ввода/вывода. Высокая нагрузочная способность (25 мА макс. втекающий ток, 20 мА макс. вытекающий ток) линий ввода/вывода упрощают внешние драйверы и, тем самым, уменьшается общая стоимость системы. Разработки на базе контроллеров PIC16F84 поддерживается ассемблером, программным симулятором, внутрисхемным эмулятором (только фирмы Microchip) и программатором.

Серия PIC16F84 подходит для широкого спектра приложений от схем высокоскоростного управления автомобильными и электрическими двигателями до экономичных удаленных приемопередатчиков, показывающих приборов и связных процессоров. Наличие ПЗУ позволяет подстраивать параметры в прикладных программах (коды передатчика, скорости двигателя, частоты приемника и т.д.). Малые размеры корпусов, как для обычного, так и для поверхностного монтажа, делает эту серию микроконтроллеров пригодной для портативных приложений. Низкая цена, экономичность, быстродействие, простота использования и гибкость ввода/вывода делает PIC16F84 привлекательным даже в тех областях, где ранее не применялись микроконтроллеры. Например, таймеры, замена жесткой логики в больших системах, сопроцессоры. Следует добавить, что встроенный автомат программирования EEPROM кристалла PIC16F84 позволяет легко подстраивать программу и данные под конкретные требования даже после завершения ассемблирования и тестирования. Эта возможность может быть использована как для тиражирования, так и для занесения калибровочных данных уже после окончательного тестирования.

Структурная схема микроконтроллера приведена на рисунке 2.

Рисунок 2. Структурная схема микроконтроллера PIC16F84

Архитектура основана на концепции раздельных шин и областей памяти для данных и для команд (Гарвардская архитектура). Шина данных и память данных (ОЗУ) — имеют ширину 8 бит, а программная шина и программная память (ПЗУ) имеют ширину 14 бит. Такая концепция обеспечивает простую, но мощную систему команд, разработанную так, что битовые, байтовые и регистровые операции работают с высокой скоростью и с перекрытием по времени выборок команд и циклов выполнения. 14- битовая ширина программной памяти обеспечивает выборку 14-битовой команды в один цикл. Двухступенчатый конвейер обеспечивает одновременную выборку и исполнение команды. Все команды выполняются за один цикл, исключая команды переходов. В PIC16F84 программная память объемом 1К х 14 расположена внутри кристалла. Исполняемая программа может находиться только во встроенном ПЗУ.

Условно графическое обозначение микроконтроллера приведено на рисунке 3.

Программный код, который записан в кристалл, может быть защищен от считывания при помощи установки бита защиты (CP) в слове конфигурации в ноль. Содержимое программы не может быть прочитано так, что с ним можно было бы работать. Кроме того, при установленном бите защиты становится невозможным изменять программу. Тоже относится и к содержимому памяти данных EEPROM.

Если установлена защита, то бит CP можно стереть только вместе с содержимым кристалла. Сначала будет стерта EEPROM программная память и память данных и в последнюю очередь бит защиты кода CP.

Кристалл PIC16C84 имеет четыре слова, расположенные по адресу (2000h-2003h) Они предназначены для хранения идентификационного кода (ID) пользователя, контрольной суммы или другой информации. Как и слово конфигурации, они могут быть прочитаны или записаны только с помощью программатора. Доступа по программе к ним нет.

Если кристалл защищен, пользователю рекомендуется использовать для идентификации только младшие семь бит каждого ID слова, а в старший бит записывать `0`. Тогда ID слова можно будет прочитать даже в защищенном варианте.

Вход в режим SLEEP осуществляется командой SLEEP. По этой команде, если WDT разрешен, то он сбрасывается и начинает счет времени, бит «PD» в регистре статуса (f3) сбрасывается, бит «TO» устанавливается, а встроенный генератор выключается. Порты ввода/вывода сохраняют состояние, которое они имели до входа в режим SLEEP. Для снижения потребляемого тока в этом режиме, ножки на вывод должны иметь такие значения, чтобы не протекал ток между кристаллом и внешними цепями. Ножки на ввод должны быть соединены внешними резисторами с высоким или низким уровнем, чтобы избежать токов переключения, вызываемых плавающими высокоомными входами. То же и про RTCC. Ножка /MCLR должна быть под напряжением Vihmc.

Обозначение Нормальный режим Режим записи EEPROM

RA0 — RA3 Двунаправленные линии ввода/вывода.Входные уровни ТТЛ. —

RA4/RTCC Вход через триггер Шмитта. Ножка порта ввода/вывода с открытым стоком или вход частоты для таймера/счетчика RTCC —

RB0/INT Двунаправленная линия порта ввода/вывода или внешний вход прерывания. Уровни ТТЛ. —

RB1 — RB5 Двунаправленные линии ввода/вывода. Уровни ТТЛ. —

RB6 Двунаправленные линии ввода/вывода. Уровни ТТЛ. Вход тактовой частоты для EEPROM

RB7 Двунаправленные линии ввода/вывода. Уровни ТТЛ. Вход/выход EEPROM данных.

/MCLR/Vpp/ Низкий уровень на этом входе генерирует сигнал сброса для контроллера. Активный низкий. Сброс контроллера. Для режима EEPROM — подать Vpp.

OSC1 /CLKIN Для подключения кварца, RC или вход внешней тактовой частоты. —

OSC2 /CLKOUT Генератор, выход тактовой частоты в режиме RC генератора, в остальных случаях — для подкл.кварц —

Vdd Напряжение питания Напряжение питания

Vss Общий(земля) Общий(земля)

Выход параметров за данные пределы может привести к повреждению микросхемы. Работа кристалла на предельно допустимых значениях в течение длительного времени повлияет на его надежность.

Интервал рабочих температур

-55 … +125С

Температура хранения -65 … +150С

Напряжение на любой ножке относительно Vss (земли) (исключая Vdd и /MCLR) -0.6…Vdd +0.6 В

Напряжение Vdd относительно Vss 0 … +7.5 В

Напряжение на /MCLR относительно Vss 0…+14 В (Прим.2)

Общая рассеиваемая мощность 800 мВт (Прим.1)

Макс. ток в ножку Vss 150 мА

Макс. ток в ножку Vdd 100 мА

Макс. ток в любую ножку ввода +- 500 мкА

Макс. втекающий ток (любая ножка Вывода) 25 мА

Макс. вытекающий ток (любая ножка Вывода) 20 мА

Макс. сумарный вытекающий ток для всех ножек порта_А 80 мА

Макс. сумарный вытекающий ток для всех ножек порта_В 50 мА

Макс. сумарный втекающий ток для всех ножек порта_А 50 мА

Макс. сумарный втекающий ток для всех ножек порта_В 100 мА

Область ОЗУ организована как 128 х 8. К ячейкам ОЗУ можно адресоваться прямо или косвенно, через регистр указатель FSR (04h).

Это также относится и к EEPROM памяти данных-констант.

В регистре статуса (03h) есть биты выбора страниц, которые позволяют обращаться к четырем страницам будущих модификаций этого кристалла. Однако для PIC16F84 память данных существует только до адреса 02Fh. Первые 12 адресов используются для размещения регистров специального назначения. Регистры с адресами 0Ch-2Fh могут быть использованы, как регистры общего назначения, которые представляют собой статическое ОЗУ. Некоторые регистры специального назначения продублированы на обеих страницах, а некотрые расположены на странице 1 отдельно. Когда установлена страница 1, то обращение к адресам 8Ch-AFh фактически адресует страницу 0. К регистрам можно адресоваться прямо или косвенно. В обоих случаях можно адресовать до 512 регистров.

Watchdog таймер представляет собой полностью независимый встроенный RC генератор, который не требует никаких внешних цепей. Он будет работать, даже если основной генератор остановлен, как это бывает при исполнении команды SLEEP. Таймер вырабатывает сигнал сброса. Выработка таких сбросов может быть запрещена путем записи нуля в специальный бит конфигурации WDTE. Эту операцию производят на этапе программирования микросхем.

Номинальная выдержка WDT составляет 18 мс (без использования делителя). Она зависит от температуры, напряжения питания, от особенностей типов микросхем. Если требуются большие задержки, то к WDT может быть подключен встроенный делитель с коэффициентом деления до 1:128; который программируется путем записи в регистр OPTION. Здесь могут быть реализованы выдержки до 2.5 секунд.

Команды «CLRWDT» и «SLEEP» обнуляют WDT и делитель, если он подключен к WDT. Это запускает выдержку времени сначала и предотвращает на некоторое время выработку сигнала сброс. Если сигнал сброса от WDT все же произошел, то одновременно обнуляется бит «TO» в регистре статуса (f3). В приложениях с высоким уровнем помех, содержимое регистра OPTION подвержено сбою. Поэтому регистр OPTION должен обновляться через равные промежутки времени. Следует учесть, что наихудшей комбинацией является: Vdd=min, температура=max и max коэффициент деления делителя,- это приводит к самой большой выдержке времени, она может достигать нескольких секунд.

Также в устройстве будет использован цифро-буквенный индикатор с высотой цифр 7,5 мм из семи сегментов с децимальной точкой АЛС324А, его графическое изображение приведено на рисунке 4.

3.Разработка схемы электрической принципиальной

Применение микроконтроллеров PIC16F84 приводит к резкому уменьшению размеров устройства потребляемой мощности и количества используемых элементов. При разработке устройств на микроконтроллерах разработчику электронной схемы необходимо выбрать частоту тактового генератора для поставленной задачи и следить, чтобы максимальная нагрузка на порты ввода вывода не превышала допустимую.

Кристаллы PIC16F84 могут работать с четырьмя типами встроенных генераторов. Пользователь может запрограммировать два конфигурационных бита (FOSC1 и FOSC0) для выбора одного из четырех режимов: RC, LP, XT, HS. Кристаллы PIC16… могут также тактироваться и от внешних источников. Генератор, построенный на кварцевых или керамических резонаторах, требует периода стабилизации после включения питания. Для этого, встроенный таймер запуска генератора держит устройство в состоянии сброса примерно 18 мс после того, как сигнал на /MCLR ножке кристалла достигнет уровня логической единицы. Таким образом, внешняя цепочка RC , связанная с ножкой /MCLR во многих случаях не требуется.

Встроенные генераторы работоспособны при определенных номиналах питающего напряжения:

Vdd

OSC mode Max Freq

2..3V RC 2 MHz

LP 200 kHz

3..6V RC, XT 4 MHz

LP 200 kHz

4,5..5,5 HS 10 MHz

При частотах ниже 500 кГц, внутренний генератор может генерировать сбойный импульс на гармониках, когда переключается, бит 0 порта A. Этого не происходит при использовании внешнего генератора или при встроенном RC генераторе. PIC16F84-XT, -HS или -LP требуют подключения кварцевого или керамического резонатора к выводам OSC1 и OSC2. Маркировка следующая: XT — стандартный кварцевый генератор, HS — высокочастотный кварцевый генератор, LP — низкочастотный генератор для экономичных приложений. Резистор Rs может потребоваться для генератора «HS», особенно при частотах ниже 20 МГц для гашения гармоник. Он также может потребоваться в режиме XT с резонатором типа AT strip-cut. Необходимые значения конденсаторов для разных частот приведены в таблице.

Более высокая емкость будет увеличивать стабильность генератора, но также будет увеличивать время запуска. Значения приведены для ориентировки. В режимах HS и XT, чтобы избежать гармоник может потребоваться последовательный резистор Rs.

Таблица Выбор конденсатора для кварцевого генератора

Тип генератора Частота Конденсатор С1 Конденсатор С2

LP 32 КГц 30 пФ 30 — 50 пф

100 КГц 15 пф 15 пФ

200 КГц 0- 15 пФ 0 — 15 пФ

XT 100 КГц 15 — 30 пФ 200 — 300 пФ

200 КГц 15- 30 пФ 100 — 200 пФ

455 КГц 15 — 30 пФ 15 -100 пФ

1 МГц 15 — 30 пФ 15 — 30 пФ

2 МГц 15 пФ 15 пФ

4МГц 15 пФ 15 пФ

HS 4 МГц 15 пФ 15 пФ

10 МГц 15пФ 15 пФ

Ввод информации для управления электронными часами осуществляется через 2 кнопки подключенных к портам RB0 и RA0 микроконтроллера. Схема подключения показана на рисунке 6. Меры по предотвращению дребезга контактов могут реализоваться программным методом. Сопротивление резисторов выбирается из расчета протекания наименьшего тока необходимого для фиксации логической 1 на входах микроконтроллера при неактивных позициях кнопок и в данном случае составляют 10 Ком.

Рисунок 6 . Подключение клавиатуры управления

Рисунок 7. Схема подключения устройства индикации

Также в устройстве присутствует блок индикации, состоящий из 4-х индикаторов АЛС324А которые управляются микропроцессором через токоограничивающие резисторы R4…R10 номиналом 180 Ом. Индикация осуществляется динамическим способом т.е вывод осуществляется по порядку 1,2,3,4 — индикатор по 10мс на каждый индикатор. Схема подключения индикаторов показана на рисунке 7.

Электрическая принципиальная схема устройства приведена на чертеже 1.

4.Разработка программного обеспечения

При разработке и отладке программы была использована бесплатная программа Mplab предоставляемая фирмой Microchip.

MPLAB — это интегрированная среда разработки (IDE) для семейства микроконтроллеров PICmicro фирмы Microchip Technology Incorporated. MPLAB позволяет писать, отлаживать и оптимизировать программы.

MPLAB включает текстовый редактор, симулятор (виртуальный отладчик), менеджер проектов и поддерживает эмуляторы (внутрисхемные отладчики) MPLAB-ICE и PICMASTER , программаторы PICSTART Plus и PRO MATE II и другие средства и инструменты разработок фирмы Microchip и других фирм.

Инструментальные средства MPLAB, организованные как ниспадающие меню и определяемые быстрые клавиши, позволяют:- ассемблировать, компилировать исходный текст;- отлаживать логику работы, наблюдая с помощью симулятора или, в реальном времени, с эмулятором MPLAB-ICE ;- просматривать переменные в окнах просмотра;- программировать кристаллы с помощью программаторов PICSTART Plus или PRO MATE II- и многое другое.

Рисунок 8. Блок схема программы

Блок схема разрабатываемой программы приведена на рисунке 8.Она состоит из блока начальных установок, в который входят процедуры обнуления переменных используемых в программе, установки направления портов, установки нужного коэффициента предделителя, тест работоспособности индикаторов. Блока вывода на индикацию в котором осуществляется преобразование двоичного кода в код семисегментных индикаторов, формируются необходимые задержки времени для динамической индикации, также контроль вывода выбранного пользователем режима индикации (режим часы: минуты и минуты: секунды). Участок программы сканирования клавиатуры отвечает за выбор режима индикации и установку времени вводимых с клавиатуры, в следующей последовательности в режиме (часы: минуты) кнопкой установки времени может быть изменено только значение раздела часов а в режиме (минуты: секунды) только минут.

Самая ответственная часть программы это обработка прерывания полученного от встроенного таймера микроконтроллера от неё зависит точность хода часов т.е ошибки в этой части программы приводят к значительному отставанию или опережению хода часов там же может быть осуществлена точная подстройка. Рассмотрим получение интервала в 1 секунду с помощью таймера, при конфигурации таймера его надо подключить к внутреннему генератору который по заданию вырабатывает частоту 4,00 Мгц после такого подключения в данном микроконтроллере на таймер будет подаваться частота генератора (Fг)/4 и будет равна 1000000 гц с помощью встроенного предделителя она делится на 64 и на таймер приходит уже 15625 Гц. После этого нам необходимо разделить это число на такое же чтобы получить частоту колебаний в 1гц. Из за небольшой разрядности таймера (8) эта процедура делается в два этапа делим на 125 и еще раз на столько же. Сразу после этого прибавляем 1 к регистру секунд (в программе sek).Результат приведен ниже:

1. F(г)=4 МГц/4=1000000

2. 1000000/64=15625

3. 15625/125=125

4. 125/125=1 Гц

LIST p=16F84A ; указатель процессора

include <p16F84A.inc>

org 0x00 ; Вектор сброса

Goto Start

;***************************************************************

org 004 ;Начало процедуры обработки прерывания

movwf temp ; Сохранение рабочего регистра W в регистре temp

clrwdt ;Очистка сторожевого таймера для предотврашения

call Int1 ; сброса процессора каждый 18мс

movlw b’10100000′ ; Разрешаем прерывания от таймера

movwf INTCON ;

movf temp,w ;Востанавливаем значение рабочего регистра

clrwdt ;Очистка сторожевого таймера

return ;Выход из процедуры обработки прерывания

;****************************************************************

org 0x10

segment ; Таблица преобразования DEC -> семисегментный код.

CLRF PCLATH

ADDWF PCL, F

dt 07E, b’00001100′, 0B6, 09E, 0CC, 0DA, 0FA, 00E, 0FE, 0DE

Data1 ;*************десятки

CLRF PCLATH

ADDWF PCL, F

;0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

dt 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0

dt 1,1,1,1,1,1,1,1,1,1

dt 2,2,2,2,2,2,2,2,2,2

dt 3,3,3,3,3,3,3,3,3,3

dt 4,4,4,4,4,4,4,4,4,4

dt 5,5,5,5,5,5,5,5,5,5

Data2 ;***********единицы

ание DEC -> семисегментный код.

movwf PORTB ; Вывод цифры на индикатор.

bcf PORTA,3 ; Активизировать индикатор.

call Delay ; Задержка времени для сканирования.

bsf PORTA,3 ; Отключить индикатор.

return

; ************************************************************

Delay ; Подпрограмма задержки времени

clrwdt

movlw .5 ; для сканирования индикации.

movwf cnt1

nop

beta movlw .150

movwf cnt2

Alfa nop

nop

decfsz cnt2, f

goto Alfa

nop

nop

decfsz cnt1, f

goto beta

nop

return

; *******************************************************

end

5.Программирование микроконтроллера

Конструкция представляет из себя очень простое и дешевое устройство для программирования и последующего чтения внутренней памяти PIC контроллеров типа PIC16C84 /83, PIC16F84 /83, PIC16CE625 /624/623. В отличие от многих аналогичных конструкций, программатор допускает внутрисхемное программирование. При разработке за основу была взята схема, рекомендуемая фирмой «Microchip» .

Программатор питается от источника напряжением 12…13v с током до 100ma и подключается к порту LPT1 персонального компьютера. Управляющая программа разрабатывалась для MS DOS, поэтому при работе в среде «Windows» для соблюдения необходимых временных соотношений при программировании ее необходимо запускать в режиме эмуляции MS DOS. Хотя сама программа прекрасно работает и в оконном режиме, попытка программирования в этом случае ни к чему хорошему не приведет. Алгоритм программирования большинства PIC контроллеров одинаков, поэтому не составит труда расширить их номенклатуру. Интерфейс программы прост и интуитивно понятен.

Схема электрическая принципиальная приведена на чертеже.Протокол работы микросхемы при программировании рассмотрен в диаграммых на рисунке 9, вывод данных из микроконтроллера и рисунке 10 ввод данных в микроконтроллер.

PIC16F84 может быть запрограммирован в готовом изделии по последовательному каналу. Это реализовано с помощью двух линий тактового сигнала и данных, ка также трех других линий: питание , земля, напряжение программирование . Это позволяет производить платы с незапрограммированными устройствами и программировать микроконтроллер непосредственно перед поставкой продукции. Это также позволяет снабжать устройство самым свежим программным обеспечением или настраивать программное обеспечение для кристалла.

Устройство входит в режим программирования Удержанием низкого уровня на выводах RB6, RB7 во время перехода сигнала на выводе MCLR/Vpp из нижнего уровня в высокий. После этого RB6 становится тактовым сигналом, а RB7-данными программирования.

После входа в режим программирования можно послать 6-ти битную команду. В зависимости от нее можно записать или считать 14-битные данные.

6. Источник питания

При подключении PIC-микроконтроллеров к источнику питания необходимы: трансформатор, мостовой выпрямитель, линейный стабилизатор, и демпфирующие (фильтрующие) конденсаторы.

Трансформатор выбираем исходя из следующих условий: напряжение первичной обмотки = 230В, напряжение вторичной обмотки = 7,5В, ток вторичной обмотки = 300мА. Мощность = 7,5В * 300мА = 2,3 ВА. По данным параметрам выбираем трансформатор фирмы “Hahn”.

Номер артикула Мощность, ВА Напряжение первичной обмотки, В Напряжение вторичной обмотки, В Ток вторичной обмотки, мА

BVEI 305 2893 2,3 230 7.5 305 мА

В качестве диодного моста выбираем готовую диодную сборку КЦ405, способную выдерживать максимальное обратное напряжение = 17 В.

Стабилизатор выбираем исходя из минимального входного напряжения = 7,5В и выходного напряжения питания = 5В и максимального тока нагрузки = 300 мА.

По данным параметрам нам подходит STMicroelectronics 78M05, представляющий собой стабилизатор напряжения с защитой от короткого замыкания, перегрузки по току и от перегрева кристалла.

Технические характеристики стабилизатора:

Выходное напряжение, В 5

Минимальное входное напряжение, В 7,5

Максимальное входное напряжение, В 40

Максимальный выходной ток, А 0.5

Корпус TO-220

Расчет сглаживающих фильтров производится по формуле разряда конденсатора через резистор: , где , Uc – напряжение на конденсаторе после разряда через резистор, Ua – напряжение на конденсаторе в начальный момент времени, t – время разряда конденсатора.

Зная период пульсаций сетевого напряжения, равный 0,02 сек, находим период колебаний выпрямленного напряжения: T/2=0,01 сек.

Эквивалентное сопротивление нагрузки вычисляется по формуле:

Напряжение на входе стабилизатора определяется по формуле , где Uвых.тр – напряжение на выходе трансформатора, Uд –падение напряжение на одном диоде выпрямителя. При использовании диодного моста одна полуволна выпрямляемого напряжения проходит через два диода, следовательно, всего на диодном мосту падает напряжение в 2*0,7В = 1,4В.

Найдем эквивалентное сопротивление нагрузки по формуле:

Uс=7,5В

Uа = Uвх.ст = 7,5 В -1,4В = 9,2В.

Выразим искомую емкость электролитического полярного конденсатора С:

Для высоких частот конденсаторы данного типа уже не предназначены, поэтому параллельно с С2 нужно установить дополнительный керамический конденсатор.

Заключение

По полученному заданию была проделана работа в полном объеме, разработаны электронные часы на микроконтроллере, написана программа для него рассмотрены вопросы программирования МК. При выполнении данной работы был получен ценный опыт разработки подобных устройств получены навыки в разработке программ на языке ассемблер также был закреплены знания полученные на занятиях.

Список литературы

1. Радио №1 2001г. с.21 «Частотомер на PIC-контроллере»

2. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника.-СПб.:БХВ-Санкт-Петербург,2000.-528 с.: ил.

3. Микроконтроллеры. Выпуск 2:Однокристальные микроконтроллеры PIC12c5x, PIC16x8x, PIC14000, M16C/61/62. Перевод с англ.Б.Я.. Прокопенко/ Под ред.Б. Я. Прокопенко.- М.: ДОДЭКА, 2000.- 336 с.