Разработка длительности импульсов

Автор: Пользователь скрыл имя, 22 Марта 2015 в 21:58, курсовая работа

Краткое описание

Создание измерителя длительности импульсов на базе микропроцессора AVR90S8515. С помощью проектируемого прибора можно будет измерять длину импульсов в диапазоне от 10 мСек до 10 Сек. Измеренная величена будет отображаться на четырех разрядном светодиодном индикаторе.

Оглавление

1. Исходные данные…………………………………………………………............3
2. Пример реализации поставленной задачи……………………………………….4
3. Выбор метода измерений. Метод дискретного счёта…………………………..7
4. Структурная схема измерителя…………………………………………………..8
5. Погрешность измерения……………………………………………………….…9
6. Разработка принципиальной схемы……………………………………….…....10
6.1 Выбор микроконтроллера…………………………………………………...10
6.2 Выбор повторителя………………………………………………………..…12
6.3 Выбор компаратора………………………………………………………….14
6.4 Выбор ЖКИ…………………………………………………………………..17
6.5 Выбор программатора……………………………………………………....18
6.6 Блок питания…………………………………………………………………19
7. Алгоритм программы……………………………………………………………20
8. Программа……………………………………………………...………………...21
9. Спецификация…………………………………………………………………....22
10. Список использованной литературы………………………………………….23

Файлы: 1 файл

moya_kursovaya.doc

— 576.50 Кб (Скачать)

 

 

 

диапазон и малую входную емкость, что позволяет использовать его в построении высококачественных фильтров и аудиосистем.

                                Рис.4

 

 

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Производитель:

Analog Devices, Inc.

Тип

Прецизионный

Техническая особенность

Rail-to-Rail, Single Supply

Кол-во каналов

1

Напряжение питания

2.7...5.5 В

Ток собственного потребления

9 мА

Rail-to-Rail выводы

In, Out

Программируемый коэффициент усиления

Нет

Частота единичного усиления

50 МГц

Максимальная скорость нарастания выходного сигнала

41 В/мкс

Уровень шума

4.5 нВ/√Гц

Диапазон рабочих температур

-40...125 °C

Примечание

50 MHz, Precision, Low-Distortion, Low-Noise, Rail-Rail In/Out, CMOS OperationalAmplifier


 

 

 

 

 

 

6.3 ВЫБОР КОМПАРАТОРА.

Аналоговый компаратор предназначен для сравнения двух аналоговых сигналов, чаще всего некоторого входного и опорного. Результат этого сравнения – однобитная логическая величина, поэтому в сущности АК является одноразрядным аналого-цифровым преобразователем. Схемотехнически АК – это быстродействующий дифференциальный усилитель постоянного тока с большим усилением, малым дрейфом и смещением нуля и логическим выходом. Обладая некоторым схемотехническим сходством с операционным усилителем

(ОУ), АК отличается способностью выдерживать большие синфазные и дифференциальные сигналы на входах, не насыщаясь, т.е. не попадая в режимы, из которых компаратор будет долго выходить. Для повышения помехозащищённости АК часто снабжают стробирующим логическим входом, разрешающим переключение компаратора только в тактовые моменты, либо триггером-защёлкой.

ТОЧНОСТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ. Это – коэффициент дифференциального усиления KU, коэффициент ослабления синфазного сигнала КОСС, напряжение смещения нуля Uсм, входной ток Iвх, разность входных токов по инвертирующему и неинвертирующему входам Iр, коэффициент влияния нестабильности питания Kв.п и коэффициенты температурных дрейфов перечисленных параметров, их временные дрейфы. При наличии внутреннего гистерезиса вместо KU указывается разность между напряжениями переключения. Влияние точностных параметров проявляется в том, что при постоянных напряжениях на входах выходной логический сигнал АК может отличаться от расчётного.

ДИНАМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ. Основным динамическим параметром компаратора является время переключения tп. Это промежуток времени от начала сравнения до момента, когда выходное напряжение компаратора достигает противоположного логического уровня. Время переключения замеряется при постоянном опорном напряжении, подаваемом на один из входов

 

 

компаратора, и скачке входного напряжения Uвх, подаваемого на другой вход. Это время зависит от величины превышения Uпр входного напряжения над опорным. Время переключения компаратора tп можно разбить на две составляющие: время задержки tз и время нарастания или спада до порога срабатывания логической схемы (tн или tсп). Время переключения зависит также от направления переключения. В справочниках обычно приводится среднее время переключения.

Динамические свойства скоростных АК характеризуют также максимальной частотой переключения fп – это максимальная частота, при которой уровень выходного сигнала компаратора будет не менее 50% номинальной величины.

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПАРАМЕТРЫ. Эксплуатационные параметры компараторов определяют допустимые режимы работы их входных и выходных цепей, требования к источникам питания (напряжение питания Uп и ток потребления Iпот), температурный диапазон работы. Важными эксплуатационными пара метрами являются уровни выходных сигналов, выходные токи, способы подключения нагрузки к выходу компаратора. Ограничения эксплуатационных параметров обусловлены конечными значениями пробивных напряжений и допустимых токов через транзисторы компаратора, а также их перегревом. Поскольку компараторы, в отличие от операционных усилителей, могут работать со значительными дифференциальными входными напряжениями, важны ми характеристиками компаратора являются максимально допустимые величины дифференциального и синфазного входных напряжений.

 В данной работе  был выбран компаратор ADCMP600 (Рис.5). Он является быстродействующим компаратором высокого класса, изделие обладает скоростью реакции — 3н/сек, также в нём предусмотрен выход TTL/CMOS.

 

 

 

 

Напряжение питания составляет 2,5V — 5,5V, потребляемая мощность 6мВт. Компаратор поставляется в корпусах типа SC-70-5, SC-88A, SOT-323-5, SOT-353, и 5-TSSOP. Одним из преимуществ ADCMP600 является то, что он разработан для применения в цифровой логике и имеет малый входной ток. Изделие совместимо с директивой RoHS, и изготовлено по технологии без применения свинца (Pb). Входное синфазное напряжение составляет от -0,2V, до VCC + 0.2 В. Компаратор ADCMP600 применяется в широком спектре коммерческих, военных, медицинских и промышленных приложений.

                                  Рис.5

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:

Напряжение питания, В  – 2,5…5,5

Коэффициент усиления, В/мВ (гистерезис, мВ) – 20 (2)

Напряжение смещения, мВ  – 2

Входной ток, мкАт  – 2

Выходной ток – до ±12 мА

Выходные уровни  –   ТТЛ/КМОП

Диапазон допустимых дифференциальных напряжений,  В ±(Uп+0,5)

Время переключения tп – 5 нс.

Ток потребления на канал, мА  – 5

Максимальный выходной ток, мА – 12

Время переключения, нс   – 5

Примечание –  Управляемый гистерезис

 

6.4 ВЫБОР ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ИНДИКАТОРА (ЖКИ).

В данной работе был выбран ЖКИ типа LMB162A производства фирмы Topway (Рис.6). Индикатор состоит из двух строк, в каждой из которых имеется 16 знакомест. Каждое знакоместо представляет собой матрицу из 5x7 точек. Индикатор является знакосинтезирующим. Это значит, что изображение символа формируется аппаратными и программными средствами самого индикатора в соответствии с кодом символа. Кодировка в основном соответствует стандарту ASCII. Имеется возможность программирования восьми произвольных символов.

 Рис.6

Интерфейс состоит из :

- 8-разрядной шины данных DB0–DB7;

- сигнала RS, определяющего передается ли в настоящее время команда или данные;

- сигнала RW, задающего направление передачи данных по шине;

- стробирующего сигнала E, по срезу которого индикатор воспринимает остальные  сигналы.

 

 

6.5 ВЫБОР ПРОГРАММАТОРА

В данной курсовой работе был выбран программатор J-Link фирмы Segger. Он подключаются к компьютеру через интерфейс USB. Эксплуатация прибора не вызывает трудностей. Программатор поддерживает большинство микроконтроллеров семейств ARM7, ARM9, Cortex-M3, Cortex-M4.

ХАРАКТЕРИСТИКИ:

- Поддерживается непосредственная загрузка во flash память большинства популярных микроконтроллеров;

- Интерфейс USB 2.0;

- Автоматическое распознавание ядра;

- Скорость обмена данными по JTAG до 12 МГц;

- Скорость загрузки до 720 кБайт/сек (ARM7 @ 50 MHz, 12МГц скорость JTAG);

- Не нужен дополнительный источник питания, питание осуществляется от шины USB;

- Поддержка адаптивного изменения тактовой частоты;

- Стандартный 20-контактный JTAG разъем;

- Широкий диапазон напряжения питания: 1,2 В - 3,3В, поддержка сигналов с уровнями 5 В;

- Доступна автономная программа для программирования Flash памяти (J-Flash);

- Доступен 14-контактный JTAG адаптер;

- Доступен адаптер с оптической гальванической развязкой;

- Возможность питания программируемой системы: J-Link может питать программируемую систему с потребляемым током до 300 мА, и имеет защиту от перегрузок.

- Полная совместимость со стандартом plug and play;

 

 

 

6.6 БЛОК ПИТАНИЯ.

 

NFM-05-3.3 (MW)

 

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:

 

Выходная мощность (ном)

5 Вт

Напряжение 1 канала

3.3 В

Выходной ток 1 канала

до 1.25 А

Тип стабилизации

напряжение

Вход

110/220В авто

Выход

3.3 В

Конструктивное исполнение

на печатную плату

Типы защиты

КЗ, перегрузка, перенапряжение, перегрев

Количество выходов

1

КПД

67 %

Шум

80 мВ

Рабочая температура

-20...70 °C


 

7. АЛГОРИТМ ПРОГРАММЫ

 

     Процедура обработки                             Основная программа

            прерываний


                                                                            

  



 







 





 

 



 

 



                                                                                                                      


                                                                                                              Нет



                                                                                           Да


 



 

 


 


 


 

 

 

8. ПРОГРАММА

 

#include <LPC214X.H>

#include <stdio.h>

#include "LCD.c"

int T, T1 = 0, T2;

char S[17];

 

__irq void prer()

{

 

  T=(T1CR2-T1CR3);

//  T1IR = 0x80;

  T1IR = 0x40;

  VICVectAddr=0;

}

 

int main (void)

{

PINSEL1=0x14;

LCDInit();

//Taimer1

T0MCR=3;

T0MR0=12000000;

T0TCR=1;

//Taimer2

T1TCR=1;

T1CCR=0x380;

 

VICVectAddr0=(unsigned) prer;

VICVectCntl0=0x20|5;

VICIntEnable=0x20;

while(1)

  {

    if (T0IR & 0x01 == 1)

    {

      T0IR = 1;

      snprintf(S,17,"T=%11.5f ms", T/60E3);

      PrintSymbol (S,0x00);

    }

  }

}

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

 

  1. Кочуров О. М., Программирование встраиваемых систем на основе микроконтроллеров LPC214x. — Владимир: ВлГУ — 2011, 258 с.
  2. Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы: Учебник для вузов. – 4 е изд. ,перераб. И доп.-Киев: Высш.шк.Голоаное изд-во, 1990.
  3. Александров К.К .,Кузьмина Е.Г. Электротехнические чертежи и схемы.  –М,: Энергоатомиздат. 1990.
  4. Микропроцессоры. В 3-х кн./ Под ред. Л.Н.Преснухина. –М,: Выс. Шк     1986.
  5. Аксенов А.И., Нефедов А.В. Элементы схем бытовой радиоаппаратуры. Конденсаторы. Резисторы: Справочник. - М.: Радио и связь. 1995. – 272 с.
  6. Мирский  Г.Я. Микропроцессоры в измерительных приборах. – М.: Радио и связь,1984. –160с.
  7. www.analog.com

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Информация о работе Разработка длительности импульсов