Система контроля резисторов

Дипломная работа - Компьютеры, программирование

Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование

Скачать Бесплатно!
Для того чтобы скачать эту работу.
1. Пожалуйста введите слова с картинки:

2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



ктеристики указаны в таблице 20. Эта фирма выпускает кварцевые генераторы для тактирования цифровых схем. Кварцевый генератор - это кварцевый резонатор и схема автогенератора в одном корпусе размером 7,0/5,08/1,8 мм рис. 29.

 

Рис. 29 Внешний вид кварцевых генераторов серии KXO-97

 

Частота, МГцПитание, ВПотребляемый ток, мАТемпературная стабильность805,05…40-20…700СТаблица 20

 

Микроконтроллер

 

Для своего проекта я выбрал микроконтроллер PIC16С64 фирмы Microchip Technology рис. 30, назначение выводов указаны в таблице 21.Эти микроконтроллеры отличаются низкой ценой, низким энергопотреблением и высокой скоростью. Микроконтроллеры имеют встроенное ЭППЗУ программы, ОЗУ данных и выпускаются в 18 , 28 и 40 выводных корпусах. Этот микроконтроллер относится к среднему подсемейству, 14-разрядное процессорное ядро, интерфейсы USART, SPI, PSP.

 

Рис. 30

Микроконтроллеры семейства PIC имеют очень эффективную систему команд, состоящую всего из 35 инструкций. Все инструкции выполняются за один цикл, за исключением условных переходов и команд, изменяющих программный счетчик, которые выполняются за 2 цикла. Один цикл выполнения инструкции состоит из 4 периодов тактовой частоты. Таким образом, при частоте 4 МГц, время выполнения инструкции составляет 1 мксек. Каждая инструкция состоит из 14 бит, делящихся на код операции и операнд (возможна манипуляция с регистрами, ячейками памяти и непосредственными данными).

Высокая скорость выполнения команд в PIC достигается за счет использования двухшинной Гарвардской архитектуры вместо традиционной одношинной Фон - Неймановской. Гарвардская архитектура основывается на наборе регистров с разделенными шинами и адресным пространством для команд и для данных. Набор регистров означает, что все программные объекты, такие как порты ввода/вывода, ячейки памяти, представляют собой физически реализованные аппаратные регистры.

 

RA0 - RA5Порт A8 - битный квазидвунаправленный порт ввода/выводаRB0 - RB7Порт BRC0 - RC7Порт CRD0 - RD7Порт DRE0 - RE2Порт EMCLRСбросНизкий уровень на этом входе генерирует сигнал сброса для контроллеров PIC16C6X. Нарастание питающего напряжения включает встроенную выдержку на запуск генератора, которая удерживает кристалл в режиме сброса около 18 мс. Этот вход должен быть напрямую, или через резистор, подключен к Vdd.OSC1/CLKINГенератор (вход)Для типов "XT","HS","LP": вход для (вход) кварцевого или керамического резонатора, или вход внешней тактовой частоты. Для типа "RC": точка подключения внешней RC цепочки.OSC2/CLKOUTГенератор (выход)Для типов "XT","HS","LP": выход кварцевого или керамического резонатора. Нельзя подключать любую другую нагрузку к этому выходу. Оставляется свободным, если используется внешний тактовый генератор. Для типа "RC": на этом выходе присутствует сигнал "CLKOUT", его частота составляет 1/4 Fosc1.VddНапряжение питанияVssОбщий (земля)Таблица 21

 

На основе выше изложенного составим принципиальную схему системы контроля резисторов, выбрав из стандартных рядов номиналы и тип всех используемых в схеме элементов.

 

Выбор элементной базы

 

ОбозначениеНаименованиеДиодыVD1КД521КонденсаторыC1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18, C19, C20, C21, C22, C23, C24К71-7 0,57, C28, C31, C32, C33, С34, С35, С36, С37, С38, С39К10-34 5%С25, С26, С29, С30К10-50 20%РезисторыR2, R3С2-29В-0,062 0,1%R1С2-14-0,25 0,1%R4, R5, R6, R7,R9,R10C2-33Н 5%R8РП1-61А 15%МикросхемыD1MAX301D2К521СА4D3К155ТМ2D4K155ЛИ5D5K155KП1D6K155KП7D7K555ЛН1D8КХО 80,0 MHzD9К155ЛА13D10, D11, D12K155ИЕ5D13КМ555ИР8D14DV16100D15, D16K155ИЕ7D17MAX313D18КР1533ИР27D19MAX232D20PIC16C64A1КН142ЕН6АКварцевый резонаторZQ1Murata Erie CSA4.00MG

Расчёт погрешностей

 

Основная погрешность данной схемы будет определяться отклонением числа импульсов пришедших на счетчик от заданного значения =160. Количество импульсов пришедших на счетчик будет определятся отклонением образцовых емкостей от номинала, нестабильностью характеристик компаратора и кварцевого генератора импульсов. Расчет будем производить, считая образцовым и равным 10 Ом. Номиналы конденсаторов и резисторов в соответствии с принципиальной схемой выберем из ряда Е198.

Погрешность дискретизации:

 

 

Погрешность образцовых емкостей

Отклонение от номинала составляет 0,25%.

 

=160 при =0.2 мкФ.

 

Рассмотрим два предельных случая:

.

 

Погрешность компаратора

 

Основными источниками погрешностей компаратора являются: напряжение смещения , и время запаздывания.

Напряжение, идущее с делителя на компаратор, в момент сравнения равняется

 

 

Рассчитаем погрешность смещения нуля компаратора. Рассмотрим два случая:

1.В результате смещения нуля напряжение сравнения будет равняться

 

Количество импульсов будет равняться

 

2.В результате смещения нуля напряжение сравнения будет равняться

 

 

Количество импульсов будет равняться

 

 

Рассчитаем погрешность времени задержки компаратора. Время задержки

 

с

 

Минимальный измерительный интервал

 

с.

 

С учетом времени задержки процесс измерения будет длиться:

 

Количество поступивших импульсов за время будет равняться:

 

 

Погрешностью кварцевого генератора можно пренебречь, так как он является высокостабильным и имеет очень малую погрешность при нормальных услов

s