Измеритель расхода топлива

В качестве дешифратора используем схему К155ИД4 со следующими па-метрами:

В качестве семисегментных индикаторов используют

ся индикаторы красного цвета АЛС333Б с общим анодом, ток сегмента которых 20 мА, а падение напряжения на сегменте 2В. Высота знака индикатора 11 мм.

Транзисторы для реализации ключей в схеме выбираются так, чтобы ток коллектора транзистора превосходил ток свечения семи сегментов индикатора (Iк 140 мА). Так как схема включения используемого индикатора - с общим анодом, и активным является низкий уровень сигнала, то должен использоваться p-n-p транзистор. Исходя из этих условий используются транзисторы KT502А.

Номиналы конденсаторов в цепи питания АЦП указаны в документации производителем (емкости С1 и С2 по 10 мкФ, емкости С3 и С4 по 0,1 мкФ).

Для снижения помех источника питания используем электролитический конденсатор K53-18-32В ёмкостью 47 мкФ (конденсаторы С7,С8 и С9).

Для данного микроконтроллера автоматический сброс при включении питания UCC может быть реализован подключением входа RST к UCC через конденсатор С12 емкостью 10 мкФ и к шине 0 В через резистор 8,2 кОм.

В качестве конденсаторов C10 и С11 выберем керамические K10-17а-М47 емкостью 30пФ, в качестве блокировочных С5, С6, С13-С15 подойдут также керамические, но другой группы ТКЕ K10-17а-H90 емкостью 0.1 мкФ.

Так как по заданию входное напряжения 10 В, а входное напряжение АЦП может достигать только 5В, поэтому на входе АЦП устанавливается резистивный делитель, уменьшающий входное напряжение вдвое. Для этой цели используются два одинаковых резистора сопротивлением 100 кОм. Номиналы резисторов выбираются из условия, что они должны быть много меньше входного сопротивления АЦП, которое составляет 10 МОм.

Сопротивления R6 – R13 рассчитываются следующим образом. Так как напряжение насыщения коллектор-эмиттер транзистора равно 0,5 В, а падение напряжения на светодиоде – 2 В, падение напряжения на всей цепи 5В и ток светодиода равен 20 мА, то

=125 Ом

Таким образом, номиналы сопротивлений R6 – R13 имеют стандартное значение 120 Ом.

Расчет сопротивлений в цепи транзисторного ключа представлен ниже.

Рисунок 2 – Схема ключа

Так как ток коллектора должен составлять 140 мА для нормального свечения сегментов индикатора, то с учетом транзистора равного 69 имеем ток базы

мА.

В случае если Uвх=U0 (напряжение низкого уровня – 0,4 В) транзисторный ключ открыт (Uбэ=UR2=0,7 В). Тогда напряжение на R1

UR1=5 – Uбэ – U0=5 – 0,7 – 0,4=3,9 В, (1)

a ток через R1

IR1=Iб + IR2. (2)

В случае если Uвх=U1 (напряжение высокого уровня – 4,5 В) транзисторный ключ закрыт (Uбэ=UR2 < 0,4 В), и ток через него не протекает. В этом случае должно выполняться условие

= = (3)

Чтобы найти R1 и R2, необходимо совместно рассмотреть условия (1), (2) и (3), из которых можно получить два условия: (4) подставлением (1) в (2) и (3):

(4)

Из условий (3) и (4) получены номиналы сопротивлений R1 и R2, равные 1,8 кОм и 6,8 кОм соответственно.

Номиналы сопротивлений R14, R16, R18 равны 1,8 кОм, а сопротивлений R15, R17, R19 6,8 КОм.

Заключение

В результате курсового проектирования были выполнены все поставленные в техническом задании требования к устройству. Спроектированный на базе 8-разрядного микроконтроллера измеритель расхода топлива, используя оцифрованные аналого-цифровыми преобразователями сигналы, обрабатывает их и выводит результат на семисегментные индикаторы. Причем данные на индикаторах быстро обновляются, что позволяет непрерывно следить за всей динамикой изменения расхода топлива.

На языке ассемблер написана программа, описывающая весь алгоритм работы устройства, и разработана принципиальная электрическая схема измерителя. Структура программы позволили не использовать никаких дополнительных дешифраторов в схеме для вывода данных на индикаторы.

Литература

1. Бродин В. Б., Шагурин М. И. Микроконтроллеры: архитектура, программ-мирование, интерфейс. - М.: ЭКОМ,1999.-398 c.

2. Домрачев В. Г., Иванов С. Н., Романов А.Ф. Одноплатные микроЭВМ. – М.: Энергоатомиздат,1988.-128 с.

3. Партала О.Н. Цифровая электроника: СПб.: Наука и техника, 2000. – 208с.

4. Федорков Б.Г., Телец В.А. Микросхемы ЦАП и АЦП: функционирование, параметры, применение.-М.: Энергоатомиздат,1990.-319 с.

 Скачать реферат