- •Уточнение технического задания
- •Разработка структурной схемы
- •Выбор и обоснование элементной базы
- •Выбор расходомера
- •Выбор беспроводного интерфейса передачи данных
- •Выбор оптрона
- •Выбор микроконтроллера
- •Выбор преобразователей напряжения
- •Разработка функциональной схемы
- •Схема питания
- •Схема включения микроконтроллера
- •Схема сопряжения с интерфейсом передачи данных
- •Схема сопряжения с датчиками
- •Разработка алгоритма
- •Разработка программы
- •Спецификация протокола передачи
- •Получение значения счетчика поданного топлива
- •Получение значения счетчика возвращенного топлива
- •Получение значения разности счетчиков топлива
Инв. № подл. Подп. и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подп. и дата
–сопротивление изоляции между входной и выходной цепями – 1000ГОм;
–максимальное напряжение изоляции – 2500В;
–рабочая температура – -40 C – 85 C.
3.5Выбор микроконтроллера
Для реализации устройства необходим микроконтроллер имеющий минимум два порта внешних прерываний, а также поддерживающий протокол передачи данных UART.
Был выбран микроконтроллер с архитектурой AVR. Эти микроконтроллеры доступны, относительно просты и их возможностей вполне достаточно для обеспечения функционирования данного устройства.
Требованиям удовлетворяют все производимые на данный момент микроконтроллеры с архитектурой AVR. Большинство моделей имеют модификации, рассчитанные на расширенный температурный диапазон. Исходя из этого, выбор производился из наиболее дешёвых изделий, чтобы минимизировать стоимость системы. В итоге, был выбран микроконтроллер ATmega8L в корпусе PDIP 28, так как он является малопотребляемым (работа возможна при напряжении от 2,7 В) и имеет малое количество программируемых линий ввода/вывода (24 шт.). На рисунке 9 представлена блок-схема микроконтроллера, а на рисунке 10 – корпус с выводами.
Корпорация Atmel (США), являясь на сегодняшний день одним из признанных мировых лидеров в производстве изделий современной микроэлектроники, хорошо известна на российском рынке электронных компонентов. Основанная в 1984 году, фирма Atmel определила сферы приложений для своей продукции как телекоммуникации и сети, вычислительную технику и компьютеры, встраиваемые системы контроля и управления, бытовую технику и автомобилестроение.
Общие сведения о микроконтроллере[4]:
– прогрессивная RISC архитектура:
|
|
|
|
|
Устройство измерения расхода |
Лист |
|
|
|
|
|
||
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подп. |
Дата |
топлива |
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Копировал |
Формат А4 |
Инв. № подл. Подп. и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подп. и дата
Рисунок 9 – Блок-схема ATmega8L
–130 высокопроизводительных команд, большинство команд выполняется за один тактовый цикл;
–32 8-разрядных рабочих регистра общего назначения;
–встроенный 2-цикловый перемножитель;
–энергонезависимая память программ и данных:
–8 Кбайт внутрисистемно программируемой Flash памяти;
–обеспечивает 1000 циклов стирания/записи;
|
|
|
|
|
Устройство измерения расхода |
Лист |
|
|
|
|
|
||
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подп. |
Дата |
топлива |
17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Копировал |
Формат А4 |
Инв. № подл. Подп. и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подп. и дата
Рисунок 10 – Расположение выводов ATmega8L
–дополнительный сектор загрузочных кодов с независимыми битами блокировки;
–внутрисистемное программирование встроенной программой загрузки:
–обеспечен режим одновременного чтения/записи (Read-While- Write);
–512 байт EEPROM;
–обеспечивает 100000 циклов стирания/записи;
–1 Кбайт встроенной SRAM;
–программируемая блокировка, обеспечивающая защиту программных средств пользователя;
–Встроенная периферия:
–два 8-разрядных таймера/счетчика с отдельным предварительным делителем, один с режимом сравнения;
|
|
|
|
|
Устройство измерения расхода |
Лист |
|
|
|
|
|
||
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подп. |
Дата |
топлива |
18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Копировал |
Формат А4 |
Инв. № подл. Подп. и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подп. и дата
–один 16-разрядный таймер/счетчик с отдельным предварительным делителем и режимами захвата и сравнения;
–счетчик реального времени с отдельным генератором;
–три канала PWM:
–6-канальный аналого-цифровой преобразователь:
–4 канала с 10-разрядной точность;
–2 канала с 8-разрядной точностью;
–байт-ориентированный 2-проводный последовательный интерфейс;
–программируемый последовательный USART;
–последовательный интерфейс SPI (ведущий/ведомый);
–программируемый сторожевой таймер с отдельным встроенным генератором;
–встроенный аналоговый компаратор;
–специальные микроконтроллерные функции:
–сброс по подаче питания и программируемый детектор кратковременного снижения напряжения питания;
–встроенный калиброванный RC-генератор;
–внутренние и внешние источники прерываний;
–пять режимов пониженного потребления: Idle, Power-save, Power-down, Standby и снижения шумов ADC;
–рабочее напряжение 2,7–5,5 В;
–рабочая частота 0–8 МГц;
–потребление тока в активном режиме 1мА.
Выводы микроконтроллера, которые будут использоваться в устройстве:
|
|
|
|
|
Устройство измерения расхода |
Лист |
|
|
|
|
|
||
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подп. |
Дата |
топлива |
19 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Копировал |
Формат А4 |