Разработка АСУТП развальцовки труб в трубных решетках теплообменных аппаратов на базе комплектных микроконтроллеров

 

Основные временные  параметры БИС

 

Параметр

Значение, нс (min/max)

Период тактовых импульсов CLK Длительность импульса CLK Длительность паузы CLK Длительность фронтов  импульса CLK Время установления RDY, подаваемого  на генератор тактовых импульсов Время установления сигнала HOLD Время установления INTR, NMI, TEST Время нарастания напряжения на остальных входах и выходах Время спада напряжения на остальных входах и выходах Длительность сигнала RD Длительность сигнала WR

200/500 118/- 69/- -/10   35/- 35/- 30/-   -/20 12/- 2Т-75/- 2Т-60/-

        2.5 Техническая характеристика однокристальной микроЭВМ (К1816)

     

    Однокристальные 8-разрядные микроЭВМ серии К1816 – КМ1816ВЕ39, КМ1816ВЕ48, КМ1816ВЕ49 – представляют собой функционально-законченные устройства, содержащие на кристалле центральный процессор, ОЗУ данных и ЗУ программ, многоканальный интерфейс ввода-вывода, 8-разрядный таймер-счетчик, векторную схему прерываний, тактовый генератор, устройство синхронизации. Все это обеспечивает универсальность, автономность и гибкость их применения в устройствах самого различного назначения (от локальных систем автоматики до устройства управления бытовыми приборами). Микросхемы серии К1816 имеют идентичную структуру и отличаются быстродействием, типом и объемом внутренней память программ, объемом внутреннего ОЗУ.

Отличительные особенности  микросхем серии К1816

 

 

 

Наименование микросхемы	Тип программной памяти	Объем памяти программ (ПЗУ), байт	Объем памяти данных (ОЗУ), байт	Максимальная тактовая частота,   МГц
КМ1816ВЕ39 КМ1816ВЕ48 КМ1816ВЕ49	Нет УФРПЗУ ПЗУ	Нет 1К 2К	128 64 128	11,0 6,0 11,0

 

В каждой схеме предусмотрена  возможность расширения памяти программ до 4Кбайт, памяти данных до 384 байт и увеличения числа линий ввода – вывода за счет подключения внешних кристаллов памяти программ (ПЗУ), ОЗУ и интерфейсов ввода – вывода серии КР580.

      Режимы  работы. Микро ЭВМ может работать  в следующих режимах: проверки программной памяти; работы с внутренней и внешней памятью; пошагового выполнения программы (для КМ1816ВЕ48). Режим работы устанавливается комбинацией входных и выходных сигналов.

        В режиме проверки программной  памяти контролируется правильность хранящейся в памяти информации, записанной после стирания только для ИС КМ1816ВЕ48.

        Режим работы  с внутренней памятью устанавливается  заданием низкого уровня напряжения на выводе ЕМА. Для увеличения производительности микроЭВМ предусмотрено совмещение выполнения внутренних операций в одном цикле.

         Режим работы микроЭВМ с внешней  памятью применяется при отладке  программ и контроле процессора микроЭВМ.

         Режим пошагового выполнения  программы необходим для отладки  и проверки программы. Пошаговый режим дает возможность останова после выполнения команды независимо от того, одно- или двуцикловая команда.

         Режим программирования в микросхеме  КМ1816ВЕ48 применяется для записи информации во внутреннюю память программ.

 

 

 

 

 

 

Основные электрические  параметры и режимы эксплуатации

 

Параметр

Значение, нс (min/max)

Напряжение питания, В Входное напряжение высокого уровня ,В Входное напряжение низкого  уровня, В: сигналов CR1, CR2, CLR сигналов PROG, EMA Входное напряжение низкого уровня, В Входное напряжение низкого уровня, В: сигналов CR1, CR2, CLR сигналов PROG Входное напряжение низкого  уровня сигнала ЕМА при программировании, В Тактовая частота, МГц   Потребляемая мощность, мВт Рабочий диапазон температур, 0С

4,75/5,25 2,0   3,8 21,5/24,5 -0,5/0,8   -0,5/0,6 -/0,2   4,5/5,25 1,0/11(6,0 для КМ1816ВЕ48) -/600 -10/70

 

2.6 Технические характеристики  ПИК – контроллеров 

 

      PIC16C5X производимый Microchip Technology относится к семейству КМОП микроконтроллеров с внутренним ПЗУ, которые отличаются низкой стоимостью, высокой производительностью, 8-битовыми операциями с данными. Они основаны на RISC архитектуре и программируются всего через 33 команды, шириной в одно слово ПЗУ. Все команды выполняются за один цикл (200нс). PIC16C5X имеют характеристики, на порядок превосходящие конкурирующую продукцию но находятся в той же ценовой категории. Расширенные двенадцатибитные команды приводят к сжатию кода до 2:1 по сравнению с 8-битными микроконтроллерами этого же класса. Простота изучения и применения команд экономит время разработчика.

PIC16C5X имеют встроенные  устройства, присущие большинству  прикладных систем, что позволяет  снизить стоимость, потребляемую мощность и увеличить надежность конечного устройства. Например, встроенная схема сброса и запуска генератора позволяют избавиться от внешних RC схем. Предлагается четыре типа встроенных генераторов на выбор, включая экономичный LP (Low Power) и дешевый RC генераторы. Экономичный режим SLEEP, Watchdog таймер и устройство защиты кода программы снижают стоимость и увеличивают мощность плюс надежность вашей системы.

Микросхемы с ультрафиолетовым стиранием идеальны для процесса отработки программы. Одновременно существуют однократно программируемые (OTP) кристаллы. Здесь разработчик может извлечь полное преимущество из сочетания низкой цены и гибкости OTP версий.

Разработка на базе контроллеров PIC16C5X поддерживается ассемблером, программным симулятором, внутрисхемным эмулятором (только фирмы Microchip) и программатором. Существуют все эти средства для IBM PC и совместимых компьютеров.

Серия PIC16C5X 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 серию PIC16C5X привлекательной даже в тех областях, где ранее не применялись микроконтроллеры. Например, таймеры, замена жесткой логики в больших системах, сопроцессоры.

Устройства серии PIC16C5X имеют большой выбор ПЗУ и  ОЗУ разных размеров, разное количество линий ввода/вывода, различные виды возбуждения генераторов, разную скорость, климатику и типы корпусов. Из четырех кристаллов PIC16C5x можно выбрать устройство с подходящими ПЗУ/ОЗУ и конфигурацией ввода/вывода.

Устройства с ультрафиолетовым стиранием удобно использовать в  прототипных и опытных партиях. Конфигурация генератора ("RC", "XT", "HS", "LP") программируется самим пользователем на UF EPROM. При UF стирании или по умолчанию устанавливается тип "RC". В зависимости от выбранного типа генератора и частоты, рабочее напряжение питания должно быть в том же диапазоне, что будет и в будущем устройстве на OTP кристалле (если OTP предполагается использовать).

Тип генератора кристаллах OTP устанавливается на заводе и они  тестируются только для этой специальной  конфигурации, включая напряжение, частоту и ток потребления, см. Маркировка. Устройства выпускаются с чистым EPROM, что позволяет пользователю самому программировать их. Кроме того, можно отключить Watchdog таймер и/или защитy кода путем программирования битов в специальном EPROM. Также доступны 16 бит для записи кода идентификации (ID).

 

     Обзор характеристик:

- только 33 простых команды;

- все команды выполняются  за один цикл (200ns), кроме команд  перехода- 2 цикла;

- рабочая частота 0 Гц ... 20 МГц(200 нс цикл команды);

- 12- битовые команды;

- 8- битовые данные;

- 512 ... 2К х 12 программной памяти на кристалле EPROM;

- 25 ... 72 х 8 регистров  общего использования;

- 7 специальных аппаратных  регистров SFR;

- двухуровневый аппаратный  стек;

- прямая, косвенная и  относительная адресация данных  и команд;

 

      Периферия и Ввод/Вывод

- 12 ... 20 линий ввода-вывода с индивидуальной настройкой;

- 8 - битный таймер/счетчик  RTCC с 8-битным программируемым  предварительным делителем;

- автоматический сброс  при включении;

- таймер запуска генератора;

- Watchdog таймер WDT с собственным  встроенным генератором, обеспечивающим повышенную надежность;

- EPROM бит секретности для защиты кода;

- экономичный режим  SLEEP;

- программируемые EPROM биты для установки режима  возбуждения встроенного генератора:

- RC генератор : RC

- обычный кварцевый  резонатор : XT

- высокочастотный кварцевый резонатор : HS

- экономичный низкочастотный  кристалл : LP

      КМОП технология 

- экономичная высокоскоростная  КМОП EPROM технология;

- статический принцип  в архитектуре;

- широкий диапазон  напряжений питания:

- коммерческий: 2.5 ... 6.25 В

- промышленный: 2.5 ... 6.25 В

- автомобильный: 2.5 ... 6.0 В

- низкое потребление

20 mA типично для 6В, 20МГц

2 мА типично для  5В, 4МГц

15 мкА типично для  3В, 32КГц

3 мкА типично для  SLEEP режима при 3В, 0 ... 70 С

 

PIC16C71 относится  к семейству КМОП микроконтроллеров. Отличается тем, что имеет внутреннее 1K x 14 бит EPROM для программ, 8-битовые данные и 64- байт встроенный аналого-цифровой преобразователь. Отличаются низкой стоимостью и высокой производительностью.

Все команды  состоят из одного слова (14 бит шириной) и исполняются за один цикл (200 нс при 20 МГц), кроме команд перехода, которые выполняются за два цикла (400 нс).

PIC16C71 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), 13 линий двунаправленного ввода/вывода и восьми битный АЦП. 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.

АЦП имеет четыре канала, схему выборки и хранения, разрешающую способность 8 бит с погрешностью не более одного младшего разряда. Среднее время преобразования 30 мкс, включая время выборки.

Серия PIC16C71 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 PIC16C71 привлекательным даже в тех областях, где ранее не применялись микроконтроллеры. Например, таймеры, замена жесткой логики в больших системах, сопроцессоры.

Обзор характеристик:

- только 35 простых  команды;

- все команды  выполняются за один цикл(200ns), кроме команд перехода- 2 цикла;

- рабочая частота  0 Гц ... 20 МГц (min 200 нс цикл команды);

- 14- битовые команды;

- 8- битовые данные;