5. Тавернье К. PIC-микроконтроллеры. Практика применения

6. Internet ресурсы

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Проектирование системы автоматического контроля и управления параметрами окружающей среды: температурой, влажностью, освещенностью и давлением с использованием микросхемы К572ПВ4. Разработка схемы сопряжения датчиков с ЭВМ, ее недостатки и достоинства.

курсовая работа [1,4 M], добавлен 18.10.2010

Порядок описания и разработки структурной и функциональной схемы микропроцессорной системы на основе микроконтроллера К1816ВЕ31. Обоснование выбора элементов, разработка принципиальной схемы данной системы, программы инициализации основных компонентов.

курсовая работа [260,4 K], добавлен 16.12.2010

Анализ разработки системы автоматизированного контроля на базе микроконтроллера МК51, схемотехника портов. Выбор интегральных микросхем ОЗУ для модуля памяти. Определение надёжности (вероятности безотказной работы) системы автоматизированного контроля.

дипломная работа [1,9 M], добавлен 15.01.2012

Рассмотрение основ структурной схемы системы автоматизации. Выбор исполнительных и задающих элементов, микропроцессорного элемента управления. Расчет нагрузочных характеристик. Составление алгоритма управления и написание программного обеспечения.

курсовая работа [711,4 K], добавлен 06.10.2014

Описание системы автоматического контроля и регулирования уровня воды в котле. Выбор регулятора и определение параметров его настройки. Анализ частотных характеристик проектируемой системы. Составление схемы автоматизации управления устройством.

курсовая работа [390,0 K], добавлен 04.06.2015

Разработка микропроцессорной системы для контроля и индикации параметров изменяющегося по случайному закону 8-ми разрядного двоичного кода. Проектирование принципиальной схемы микроконтроллера, описание работы схемы. Разработка блок-схемы программы.

курсовая работа [752,4 K], добавлен 10.01.2013

Разработка структурной схемы микроконтроллера. Проектирование подсистемы памяти. Разработка адресного дешифратора, «раскраска» адресной шины. Расчет нагрузочной способности шин. Разработка принципиальной схемы. Программа начальной инициализации системы.

курсовая работа [1,3 M], добавлен 02.05.2016

Источник

Микропроцесорное Проектирование системы климат контроля автомобиля

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 20 Марта 2014 в 18:27, курсовая работа

Описание работы

Файлы: 1 файл

Климат контроль автомобиля.docx

Министерство образования и науки

Федеральное государственное бюджетное

высшего профессионального образования

«Владимирский государственный университет

Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

«Микропроцесорное Проектирование системы климат контроля автомобиля»

Работу выполнил: ст. гр. АЭ-109

Введение

1. Задание на КР разработать Микропроцессорное Проектирование системы климат контроля автомобиля.

Система управления микроклиматом

Рисунок 1. Система управления микроклиматом

Элементы электрической системы

1 Регулятор скорости вентилятора обдува

2 Регулятор распределения воздуха

3 Регулятор температуры (отопления и охлаждения)

Система управления микроклиматом

Рисунок 2. Элементы системы распределения воздуха

1 Дефлекторы антиобледенения

2 Каналы распределения воздуха

3 Впуск наружного воздуха

4 Вентиляционные дефлекторы на уровне лица

5 Вентиляционный дефлектор на уровне пола

Система кондиционирования воздуха (A/C) и система отопления вместе известны как система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC). Система HVAC управляет теплом, температурой, распределением воздуха и удалением влаги. Система HVAC для направления потока наружного воздуха или воздуха, параметры которого отрегулированы системой управления микроклиматом, в салон автомобиля использует систему распределения воздуха, состоящую из каналов, вентиляционных дефлекторов и заслонок. Электрическая система обеспечивает управление системой HVAC со стороны оператора.

Рисунок 3. Элементы системы кондиционирования воздуха

1 Компрессор системы кондиционирования воздуха

2 Муфта компрессора системы кондиционирования воздуха в сборе

4 Магистрали хладагента системы кондиционирования воздуха

5 Терморегулирующий вентиль (расширительный клапан) или капиллярная трубка постоянного сечения (трубопровод с жиклером)

6 Ресивер-осушитель или аккумулятор-осушитель

Система HVAC в автомобиле разделяется на

четыре тесно взаимосвязанных подсистемы:

_ Система отопления

_ Система вентиляции и распределения воздуха

_ Электрическая система

Система кондиционирования воздуха.

Элементы контура хладагента

Подобно жидкости в системе охлаждения двигателя, хладагент в системе кондиционирования воздуха поглощает тепло, переносит его и отдает наружному воздуху. Чтобы сделать это, в системе A/C используется множество элементов, служащих для передачи тепла.

Испаритель располагается около салона автомобиля. Испаритель забирает тепло из салона автомобиля и передает тепло хладагенту. Хладагент входит в испаритель в виде холодного, находящегося под низким давлением жидкого тумана, который циркулирует по испарителю, что во многом подобно тому как охлаждающая жидкость циркулирует через радиатор двигателя. Электрический вентилятор обдува прогоняет теплый воздух из салона автомобиля над поверхностью испарителя. Хладагент поглощает тепло, когда он переходит из жидкого состояния в

газообразное. Затем хладагент в виде теплого, находящегося под низким давлением газа выходит из испарителя, унося тепло.

Рисунок.4 Работа испарителя

Компрессор втягивает теплый, находящийся под низким давлением газ из испарителя, и значительно поднимает давление и температуру газа. Газ передается к конденсатору. Компрессор работает только с газообразным хладагентом. Наличие жидкого хладагента в компрессоре ведет к повреждению компрессора. Компрессоры обеспечивают всасывание и создают давление. Поршни или другие внутренние элементы компрессора создают давление и обеспечивают всасывание, перемещая хладагент. Всасывающий порт позволяет компрессору втягивать газ, поступающий из испарителя. Затем компрессор сжимает газ и выпускает его через выпускной порт в магистрали хладагента и далее к конденсатору. Муфта в сборе позволяет включать и выключать компрессор, используя электрические органы управления HVAC. Предохранительный клапан защищает систему от чрезмерного давления хладагента. Если давление в системе становится слишком высоким, клапан открывается и хладагент выпускается в атмосферу.

Рисунок.5 Элементы компрессора

1 Всасывающий порт

5 Предохранительный клапан

Элементы контура хладагента (продолжение)

Конденсатор располагается перед радиатором. Конденсатор получает горячий, находящийся под высоким давлением газообразный хладагент из компрессора и передает тепло наружному воздуху. Подобно испарителю, конденсатор пропускает хладагент через систему труб и пластин.

Рисунок.6 Работа конденсатора

1 Горячий газообразный хладагент, находящийся под высоким давлением

2 Горячий жидкий хладагент, находящийся под высоким давлением

3 Теплый жидкий хладагент, находящийся под высоким давлением

Ресивер-осушитель, используемый в системе A/C с терморегулирующим вентилем, располагается около выхода конденсатора на стороне высокого давления и служит для фильтрации влаги и примесей из жидкого хладагента, а также в качестве емкости для хранения хладагента. Ресивер-осушитель может иметь электрические органы управления и сервисные порты для обеспечения работы и обслуживания системы.

Рисунок.5 Элементы ресивера-осушителя

1 Магистраль к испарителю

2 Магистраль от конденсатора

4 Сервисный порт на стороне высокого давления

Аккумулятор-осушитель используется в системе A/C с капиллярной трубкой постоянного сечения. Аккумулятор располагается на стороне низкого давления системы A/C после испарителя, перед компрессором. Функции аккумулятора-осушителя во многом подобны функциям ресивера-осушителя в системе с терморегулирующим клапаном.

1 Трубка хладагента

Элементы контура хладагента

При более низком давлении температура хладагента и температура его кипения падают, что позволяет хладагенту поглощать большее количество тепла, когда он проходит через испаритель. Термобаллон на испарителе посылает информацию о температуре испарителя через капилляр. Эта трубка подсоединяется к мембране в терморегулирующем вентиле. Если испаритель становится слишком холодным, мембрана тянет иглу вверх, закрывая клапан и ограничивая расход хладагента. При повышении температуры испарителя мембрана толкает иглу вниз, открывая клапан и позволяя проходить большему количеству хладагента.

Рисунок.7 Терморегулирующий вентиль

Капиллярная трубка постоянного сечения

Рисуунок.8 Элементы капиллярной трубки постоянного сечения

1 Магистраль хладагента

2 Жидкий хладагент, находящийся под высоким давлением и идущий из конденсатора

3 Фильтрующая сетка

4 Калиброванное отверстие

5 Жидкий хладагент, находящийся под низким давлением и идущий к испарителю

Циркуляция хладагента в системе кондиционирования воздуха с терморегулирующим вентилем.

В системах A/C автомобилей используются физические законы переноса и передачи тепла. Автомобильные системы A/C могут быть или системами с капиллярной трубкой постоянного сечения или системами с терморегулирующим вентилем. Система A/C разделяется на две части:

Рисунок.9 Циркуляция хладагента

3 Тепло в атмосферу

5 Терморегулирующий вентиль

6 Тепло из салона автомобиля

Циркуляция хладагента (компрессор)

Циркуляция хладагента начинается в компрессоре. Компрессор втягивает газообразный хладагент (пар), находящийся под низким давлением (приблизительно 206 кПа (30 psi)), из испарителя и сжимает его приблизительно до 1 207 кПа (175 psi). Приводной ремень, получающий движение от двигателя, поворачивает шкив компрессора, который быстро вращает компрессор, когда включена электромагнитная муфта компрессора. Система контролирует давление хладагента и активизирует компрессор только тогда, когда это необходимо. Компрессор выводит пар через выпускной порт в направлении конденсатора. Терморегулирующий

Источник

Реферат: Разработка микропроцессорной системы климат-контроля

Быстрорастущие потребности современного общества требуют широкомасштабного, тотального использования новейших технологий в различных отраслях экономики, так называемого Hi-Tec(HighTechnogy). Разработка современных систем автоматизации технологического процесса производства является одной из актуальнейших задач развития экономики любого государства.

Крупнейший специалист в области информатики академик Е.П.Велихов в одной из своих статей высказал гениальную по своей простоте мысль: «Тот, кто умеет делать компьютеры, владеет миром». В России и странах СНГ развитие микроэлектроники в настоящее время находится в кризисном состоянии. В силу объективных исторических обстоятельств конца 90-х годов переход на производство субмикронных интегральных микросхем не был освоен, что привело к катастрофическому отставанию от мировой техники.

Все разнообразные средства цифровой техники: персональные компьютеры, микропроцессорные системы измерений и автоматизация технологических процессов, цифровая связь, телевидение, бытовая техника и т.д. строятся на единой элементной базе, в состав которой входят чрезвычайно разные по сложности микросхемы – от логических элементов, выполняющих простейшие операции, до сложнейших программируемых кристаллов, содержащих миллионы логических элементов.

С появлением микропроцессоров и СБИС с программируемой структурой произошло качественное изменение подхода к методам проектирования и изготовления средств автоматики.

Микропроцессор способен выполнять команды, входящие в его систему команд. Меняя последовательность команд (программу), можно решать различные задачи на одном и том же микропроцессоре. Иначе говоря, в этом случае задачи структура аппаратных средств не связана с характером решаемой задачи. Это обеспечивает микропроцессорам массовое производство с соответствующим снижением стоимости.

Данная работа посвящена разработке системы климат-контроля в квартирах и офисах, предусмотренной в так называемых «интеллектуальных» зданиях, в которых помимо нее предусмотрены:

— автономное питание от дизель-генераторной установки и солнечных батарей;

— системы охранной безопасности, включая пожарную, и блокировки лифтов;

— системы телекоммуникации – интернет, спутниковая связь и TV.

1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Этапы разработки системы

1.1.1 Задачи и принципы управления.

Задача управления – изменять протекающие в объекте управления процессы посредством соответствующих команд для достижения поставленной цели.

Фундаментальными принципами управления являются:

— принцип разомкнутого управления;

— принцип компенсации – управление по возмущению;

— принцип обратной связи.

Таким образом, САУ – это система, стремящаяся сохранить в допустимых пределах рассогласование (ошибку) ε(t) между требуемыми х(t) и действительными у(t) значениями управляемых переменных с помощью их сравнения на основе принципа ОС и использования получаемых при этом сигналов управления.

Система, в которой входной сигнал х(t) – известная функция (детерминированный сигнал) на всем промежутке управления, называется системой программного управления.

Система, в которой задающий входной сигнал х(t) =const, называется системой стабилизации.

Система, в которой задающий входной сигнал x(t)– случайная функция, называется следящей системой. Система, управляющая только одной выходной величиной, называются одномерной. Одномерные системы могут быть системами программного управления, системами стабилизации и следящими системами.

Кроме того, на практике используются:

— системы с поиском экстремума показателя качества;

— системы оптимального управления;

1.1.2 Классификация САУ.

Системы автомаического управления (САУ) можно классифицировать по классам и принципам действия.

По классам дифференциальных уравнений:

Линейными системами называются систмы, описываемые линейными дифференциальными уравнениями, в противном случае система входит в класс нелинейных. Линейные и нелинейные дискретные системы описываются соответсвеннно линейными и нелинейными разностными уравнениями или системами разностных уравнений.

Линейные и нелинейные стационарные системы описываются дифференциальными уравнениями с постоянымикоэффициентами, а нестационарные системы с переменными коэффициентами.

Сосредоточенные системыили системы со средоточенными параметрами, описываются обыкновенными дифференциальными уравнениями.

Распределенныесистемы или системы с распределенными параметрами, описываются дифференциальными уравнениями в частных производных.

Существуют два закона управления: по отклонению выходной велины и по возмущению.

САУ по отклонению – принцип И.И.Ползунова, предложенная им в 1765г. В настоящее время используется в 90% промышленных САУ.

САУ по возмущению – принцип Ж.Понселе, предложеннй им в 1830г. Если f возмущающее действие на объект, его измеряют и подают на регулятор для сравнения с заданным значением и выработки управляющего сигнала, изменяющего значение входного сигнала (рисунок 1.2).

При таком принципе управления изменение возмущающего воздействия компенсируется регулятором до того, как оно нарушит технологический режим работы объекта. Однако есть существенный недостаток – неспособность компенсировать влияние других возмущающих воздействий.

САУ по возмущению является разомкнутой, т.е. без обратной связи по выходному сигналу.

Комбинированные САУ совмещают оба закона управления и лишены многих недостатков рассмотренных схем.

По закону изменения выходного сигнала задатчика различают САУ стабилизации, программные и следящие.

По закону изменения выходного сигнала регулятораразличают САУ дискретные (двух, трехпозиционные) и непрерывные (аналоговые).

Двухпозиционные (вкл. – выкл.) системы надежны (холодильные установки), дешевы, но мала точность регулирования.

Трехпозиционные (больше-норма-меньше) системы обладают качеством выше, но надежность мала.

В аналоговых системах выходной сигнал регулятора непрерывно изменяется во времени в определенном стандартизированном диапазоне.

1.1.3 Основные элементы автоматики.

Элементами автоматики называются устройства, выполняющие определенные функции преобразования сигнала в системах автоматического управления и контроля. Элементы автоматики могут быть соединены электрическими, механическими и другими связями, а на чертежах изображают в виде кинематических, электрических, гидравлических и

Каждый элемент в системе выполняет определенную функцию, которая заключается в получении, преобразовании и передаче информации в виде сигналов.

По назначению элементы автоматики делятся на: датчики, регуляторы, усилители, стабилизаторы, реле, распределители, двигатели и т.д.

Датчик – устройство, предназначенное для преобразования информации, поступающей на его вход в виде некоторой физической величины, на выходе в другую физическую величину, более удобную для воздействия на последующие элементы.

Основной характеристикой датчика является зависимость выходной величины у от входной х, т.е. у = f(x) или просто выходной характеристикой.

Различают два вида датчиков: параметрические, в которых изменение контролируемой величины сопровождается соответствующим изменением параметра электрической цепи (активного, индуктивного и емкостного сопротивления) и наличие источника питания и генераторные, в которых изменение контролируемой величины сопровождается соответствующим изменением ЭДС на выходе.

В зависимости от вида используемой энергии различают механические, тепловые, оптические и другие типы датчиков.

Основной характеристикой элементов является зависимость выходной величины у от входной х, т.е. у = f(x) или просто выходной характеристикой, помимо которой существуют частотные и временные характеристики.

Распределитель (мультиплексор) – элемент автоматики, осуществляющий поочередное подключение одной входной величины к одному входу других цепей. Распределители используются при необходимости управления несколькими объектами от одного и того же управляющего органа.

Исполнительные устройства- это электромагниты с втяжным и поворотным якорями, электромагнитные муфты, а также электродвигатели.

Используя выходную характеристику элемента y = f(x), можно получить коэффициент преобразования или коэффициент передачи, представляющий собой отношение выходной величины у к входной х

при х = constназываемый статическим коэффициентом преобразования.

Отношение приращения выходной величины ∆у (или dy) к приращению входной величины ∆х (или dx)

при ∆х→ 0 называется динамическим коэффициентом преобразования.

Динамическим режимом называется процесс перехода элементов и систем из одного установившегося состояния в другое, т.е. такое условие их работы, когда входная величина х, а, следовательно, и выходная величина у изменяются во времени.

1.2 Показатели качества регулирования

САУ должна обеспечивать требуемое качество работы установки в переходных режимах при изменении задающего или возмущающего воздействия. Качество регулирования оценивается следующими показателями: перерегулирование, быстродействие (время регулирования) и число колебаний регулируемой величины за время переходного процесса.

Перерегулированием называется отношение разности между максимальным и установившимся отклонениями регулируемой величины к установившемуся отклонению. На рисунке 1.3 показано изменение регулируемой величины при ступенчатом воздействии. Перерегулирование равно

(1.5)

где Δx_max – максимальное отклонение регулируемой величины;

Δx(∞) – установившееся отклонение регулируемой величины.

Рисунок 1.3 – Показатели качества регулирования

Допустимое перерегулирование обычно равно σ_m = 18…25%.

Быстродействие или время регулированияt_p представляет время, в течение которого отклонение регулируемой величины от Δx(t) превышает некоторое допустимое значение, обычно принимаемое δ = 5%.

Число колебаний регулируемой величины Nза время переходного процесса t_p должно быть ограниченным. Обычно принимают N ) и RPO (STATUS ) предназначены для управления банками данных. В таблице показано состояние управляющих битов при обращении к банкам памяти данных.

Таблица 2.1 – Банки памяти

Объем банков памяти данных до 128 байт (7Fh). В начале банка размещаются регистры специального назначения, затем регистры общего назначения выполненные как статическое ОЗУ. Все реализованные банки содержат регистры специального назначения. Некоторые, часто используемые регистры специального назначения могут отображаться и в других банках памяти.

Обратиться к регистрам общего назначения можно прямой или косвенной адресацией, через регистр FSR.

С помощью регистров специального назначения выполняется управление функциями ядра и периферийными модулями микроконтроллера. Регистры специального назначения реализованы как статическое ОЗУ.

Врегистре STATUS содержатся флаги состояния АЛУ, флаги причины сброса микроконтроллера и биты управления банками памяти данных.

При изменении битов регистра STATUS рекомендуется использовать команды, не влияющие на флаги АЛУ (SWAPF, MOVWF, BCF и BSF).

бит 7: IRP: Бит выбора банка при косвенной адресации

1 = банк 2, 3(100h-1FFh)

биты 6-5: RP1:RP0: Биты выбора банка при непосредственной адресации

11 = банк 3(180h-1FFh)
10 = банк 2(100h-17Fh)

1 = после POR или выполнения команд CLRWDT, SLEEP

0 = после переполнения WDT

1 = после POR или выполнения команды CLRWDT

0 = после выполнения команды SLEEP

бит 2: Z: Флаг нулевого результата

1 = нулевой результат выполнения арифметической или логической операции

0 = не нулевой результат выполнения арифметической или логической операции

бит 1: DC: Флаг десятичного переноса/заема (для команд ADDWF, ADDWL, SUBWF, SUBWL), заем имеет инверсное значение

1 = был перенос из младшего полубайта

0 = не было переноса из младшего полубайта

бит 0: С: Флаг переноса/заема (для команд ADDWF, ADDWL, SUBWF, SUBWL), заем имеет инверсное значение

1 = был перенос из старшего бита

0 = не было переноса из старшего бита

13-разрядный регистр счетчика команд PC указывает адрес выполняемой инструкции. Младший байт счетчика команд PCL доступен для чтения и записи. Старший байт РСН, содержащий биты счетчика команд PC, не доступен для чтения и записи. Все операции с регистром РСН происходят через дополнительный регистр PCLATH. При любом виде сброса микроконтроллера счетчик команд PC очищается. На рисунке 2-5 показано две ситуации загрузки значения в счетчик команд PC. Пример сверху, запись в счетчик команд PC происходит при записи значения в регистр PCL (PCLATH —> РСН).

2.1.4 Порты ввода/вывода.

Некоторые каналы портов ввода/вывода мультиплицированы с периферийными модулями микроконтроллера. Когда периферийный модуль включен, вывод не может использоваться как универсальный канал ввода/вывода.

Биты регистра TRISA управляют направлением каналов PORTA, даже когда они используются как аналоговые входы. Пользователь должен удостовериться, что соответствующие каналы PORTA настроены на вход при использовании их в качестве аналоговых входов.

Обозначение: ST = вход с триггером Шмидта; TTL = входной буфер TTL.

2.1.5 Система команд.

Каждая команда микроконтроллеров PIC16F87X состоит из одного 14-разрядного слова, разделенного на код операции (OPCODE), определяющий тип команды и один или несколько операндов, определяющие операцию команды. Команды разделены на следующие группы: байт ориентированные команды, бит ориентированные команды, команды управления и операций с константами [22, 23]. Описание полей кода операции смотрите в таблице 4.6.

Для байт ориентированных команд ‘f’ является указателем регистра, а ‘d’ указателем адресата результата. Указатель регистра определяет, какой регистр должен использоваться в команде. Указатель адресата определяет, где будет сохранен результат. Если ‘d’=0, результат сохраняется в регистре W. Если ‘d’=1, результат сохраняется в регистре, который используется в команде.

Система команд аккумуляторного типа, ортогональна и разделена на три основных группы:

— байт ориентированные команды;

— бит ориентированные команды;

— команды управления и операций с константами.

Все команды выполняются за один машинный цикл, кроме команд условия, в которых получен истинный результат и инструкций изменяющих значение счетчика команд PC. В случае выполнения команды за два машинных цикла, во втором цикле выполняется инструкция NOP. Один машинный цикл состоит из четырех тактов генератора. Для тактового генератора с частотой 4 МГц все команды выполняются за 1мкс, если условие истинно или изменяется счетчик команд PC, команда выполняется за 2мкс.

Указатель адресата результата операции:

Структура команд имеет следующий вид:

Термодатчики типа DS18x20, выпускаемые фирмой DallasSemiconductor, предназначены для совместной работы с микрокон­троллерными устройствами. Разработанный фирмой однопроводной интер­фейс (l-WireBus) использует одну линию передачи данных, которые удобно обрабатывать микроконтроллерами [2].

Датчик температуры DSl820 представляет собой специализированный микроконтроллер, который имеет установку кон­фигурации, вычислительное устройство, память программ, память данных и реакцию на внешнее воздействие. При этом внешнее управляющее воздействие выполняет микропроцессор PIC16 F 877 приема и обработки данных.

Термодатчики DS1820 имеют следующие технические характеристики:

— индивидуальный 64-битный идентификационный номер;

— напряжение питания от +3 до +5,5 В;

— информация о температуре выдается 9-битным кодом;

— установка пороговых значений температуры по максимуму и минимуму;

— максимальное время преобразования температуры в код 750 мс;

— возможность питания от высокого уровня шины данных;

— термодатчики не требуют индивидуальной настройки при замене.

Термодатчики выпускают в двух типах корпусов: ТО-92 и SOIC. Наиболее удобный для применения в выносном варианте трехвыводной корпус ТО-92.

Назначение выводов: 1 (5) — общий (земля), 2 (4) — вход/выход, 3 (3) — плюс питания. В скобках указаны номера выводов для восьмивыводного корпуса SOIC.

Принцип работы термодатчика основан на сравнении частот двух внут­ренних генераторов. Один генератор выдает постоянную частоту независимо от температуры, а частота второго генератора изменяется в зависимости от температуры корпуса термодатчика. Путем вычислений формируется выход­ной код, который включает и информацию о знаке температуры.

Для начала работы с термодатчиком управляющий микроконтроллер дол­жен инициализировать его посылкой необходимых команд. Перечень основных команд термодатчика:

Рисунок 2.6 – Карта памяти термодатчика DS 1820

Перед опросом термодатчика управляющим микроконтроллером необходимо выдержать время, необходимое для заряда конденсатора.

Микроконтроллерный термодатчик тактируется внутренним генератором частотой 4 МГц и рассчитан на работу с управляющим микроконтроллером, который должен тактироваться такой же частотой.

Термодатчик работает на пониженных частотах из-за большого разброса дли­тельности импульсов принятого в интер­фейсе формата обмена данными между термодатчиком и управляющим микро­контроллером.

Передача данных по однопроводной шине выполняется импульсами нулево­го уровня, но различной длительности. Импульс воспринимает­ся как логическая 1, если его длительность не превышает 15 мкс (рисунок 2.7). Если дли­тельность импульса больше 15 мкс, то он воспринимается как логический 0.

Рисунок 2.7 – Импульсы логического 0 и 1

Длитель­ность одного бита информации приня­та равной 60 мкс. Отсюда и разброс возможных длительностей импульсов: лог. 0 — I. 15 мкс, лог. 1 — 15. 60 мкс. Для того чтобы термодатчик подго­товить к приему информации, управ­ляющий микроконтроллер должен по­слать в линию импульс обнуления (Reset) (рисунок 2.8).

Рисунок 2.8 – Импульс обнуления термодатчика

Импульс обнуления должен иметь длительность 480. 960 мкс. В ответ на обнуление линии термодат­чик посылает импульс присутствия (Presence). Если в устройстве не преду­смотрено отключение датчика, то им­пульс присутствия для упрощения про­граммы можно не проверять, а запол­нить это время (около 100 мкс) паузой. Длительность импульса Presenceможет быть в пределах 60. 240 мкс.

Если к одной линии подключено несколько термодатчиков, то проверка импульса присутствия обязательна. Перед приемом каждого бита информации с датчика, микроконтроллер управления PICдолжен послать короткий импульс го­товности (запроса) длительностью 1. 3 мкс.

Обмен данными и командами начинается с младшего бита. Формат реги­стров термодатчика показан на рисунке 2.9.

Младший регистр температуры LS

Старший регистр температуры MS (знаковый)

Рисунок 2.9 – Формат регистров термодатчика DS 1820

Младший регистр температуры (LS) несет информацию о температуре. В нулевой бит записана информация о де­сятых долях температуры. Если нулевой бит единичный, то десятые доли рав­ны 0,5°С.

Старший регистр температуры (MS) содержит информацию о знаке температуры, Дели значения регистра нулевые, то знак температуры положи­тельный, и наоборот.

Поскольку все биты регистра MS одинаковы, то доста­точно считать только младший бит, т.е. длина слова от термодатчика составляет 9 бит = 8 бит (температура LS) + 1 бит знаковый (MS).

Таблица 2.5 – Значения кодов термодатчика при различной температуре

Источник