Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск
Вхід в абонемент


Интернет реклама УБС






Архитектурные особенности MK Tiny 15 LP

Микроконтроллеры Tiny AVR - низкостоимостные микроконтроллеры в 8-выводном исполнении, имеют встроенную схему контроля напряжения питания. Они характеризуются наименьшей среди AVR МК емкостью памяти программ и ограниченным набором функций. Однако малогабаритные корпуса, возможность работы при напряжении питания 1,8 В (МК с индексом U) позволяют использовать эти микроконтроллеры в портативной аппаратуре, в частности с батарейным питанием.

Технические характеристики МК Tiny 15 LP:

напряжение питания 2,7 ... 5,5 В

тактовая частота 1 МГц

6 линий ввода-вывода

емкость энергонезависимой памяти программ 1 К

емкость энергонезависимой памяти данных 64 б

количество каналов аналого-цифрового преобразования 4х10

количество и разрядность таймеров-счетчиков 2Ч8

возможность программирования на целевой плате.

1 НАЗНАЧЕНИЕ И ОСОБЕННОСТИ повышающие ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

1.1 Назначение повышающих преобразователей

В различных устройствах всегда требуется дополнительное нестандартное питания. Использовать резистор большой мощности, или дополнять батареи питания еще одним элементом - не всегда разумное решение проблемы.

Измерительные усилители напряжения и тока - это масштабные измерительные преобразователи, применение которых позволяет увеличить амплитуду переменного напряжения в заданное число раз. Измерительные усилители являются одними из важнейших составных частей современных электронных аналоговых и цифровых измерительных устройств и в основном определяют их метрологические характеристики.

электронным усилителем называется устройство, предназначенное для усиления информативного параметра электрического сигнала. Структуру усилителя показано на схеме.

Учитывая взаимодействие и взаимосвязь энергии и информации, усилитель - устройство, которое под действием сигнала управляет поступлением энергии от источника питания к потребителю. По теории елетричних кругов, усилитель - нелинейный управляемый элемент, сопротивление которого нелинейно зависит от управляемого сигнала.

Рисунок 1.1 - Структура усилителя

На практике для повышающего преобразователя, применяют специализированные микросхемы, такие как МАХ641-МАХ643, МАХ 1703, а также российские аналоги. Но такой подход не всегда оправдан, поскольку эти детали дефицитные. Параметры внутреннего генератора специализированных микросхем заранее заданные - изменить схему и подстроиться под потребности нагрузки проблематично. Эта проблема особенно остро стоит в синхронизированных системах, которые часто встречаются в многозвенных источниках питания. Кроме того, должностные функции происхождения сбоев, ошибки или короткого замыкания в специализированных микросхемах очень ограничены и неинформативные.

В дипломной работе разработана повышающий преобразователь на микроконтроллере Tiny 15L, при этом проверено ресурсы МК и принципиальную возможность применения МК в преобразующей технике, а также определена структура программы и быстродействие заложенного алгоритма для будущих разработок. Применение МК позволяет точно и быстро определить причину сбоя источника, предотвращает выход из строя деталей, в случае кратковременного сбоя автоматически выводит источник в нужный режим.

В перспективе возможно применение индикации напряжения и служебной информации в цифровом виде на развитом и быстродействующем контроллере.

Выходные данные данного устройства:

входное напряжение 3 В

выходное напряжение 5 В

тактовая частота 40 кГц

тактовая частота на МК 1,6 МГц.

2 ОПИСАНИЕ Принципиальная электрическая схема

Работа схемы. Схема построена по классическим методам повышающих преобразователей. Транзисторный ключ преобразователя VT1 работает в импульсном режиме, попеременно включается и выключается. Когда транзистор открыт, ток от источника питания Un протекает через дроссель L. В дроссели линейно растет ток и запасается энергия. При этом ток в нагрузку от источники не поступает, поскольку прямое включение диода VD1 имеет порог включения, превышает падение напряжения на сопротивлении открытого транзистора (транзистор необходимо подбирать с очень маленьким сопротивлением открытого состояния).

В этот момент ток в нагрузку поступает только от разряда конденсатора С1 (в начальный момент ток конденсатора IC = 0). Когда транзистор закрывается, ЭДС самоиндукции дросселя суммируется с выходным напряжением на конденсаторе С1, и энергия тока дросселя передается в нагрузку. При номинальном сопротивлении нагрузки избыток энергии передается на заряд емкости С1. Ток в нагрузке протекает непрерывно. Этот режим называется режимом непрерывного тока нагрузки. Если нагрузка увеличилась выше нормы (сопротивление снизился ниже номинального на величину более 50%), возникает недостаток энергии заряда дросселя. В начальный момент работы преобразователя напряжение на нагрузке увеличивается ступенчато, постепенно выходя в режим стабилизации выходного напряжения.В режиме стабилизации напряжения на нагрузке имеет небольшую пульсацию, среднее значение равно напряжению стабилизации. При увеличении нагрузки пульсация растет, при уменьшении нагрузки - остается неизменной.

Для питания схемы предназначены два источника тока. Первый источник (батарея 2) состоит из соединенных последовательно батарей размера АА (2шт.) в выносном батарейном отсеке, второй (батарея 1) - элемент питания CR2032, установленный непосредственно на плате. Такая конструкция используется для уменьшения влияния электромагнитных помех на окружающую среду, а также для уменьшения индуктивной составляющей проводов, ведущих к батарейного отсека. Кроме того, батарея 1 выполняет функцию аварийного питания контроллера. Это важно для будущих разработок, так как часто короткое замыкание нарушает работу всей системы. В такой ситуации МК может прервать работу преобразователя. После остановки преобразователя, МК выдает ошибку, которую устраняет пользователь. На такой основе построены все современные источники питания и преобразователи напряжения.

После включения и выхода в режим стабилизации включается светодиод зеленого цвета, что свидетельствует о нормальном состоянии питания нагрузки. В моменты коммутации нагрузки, выхода в режим или изменения нагрузки зеленый светодиод гаснет, сообщая о критическом состоянии преобразователя Как только произошло замыкание или обрыв нагрузки, включается светодиод красного цвета, который мигает с паузами в 0,16 с. В момент, когда красный светодиод не светит, преобразователь пытается автоматически запуститься. Если запуск течение 0,16 с несостоявшегося красный светодиод включается на 0,16 с. МК отключает нагрузку, ток не подается непосредственно от источника через дроссель L. В критических случаях, при коротком замыкании, предохранитель предотвращает выход из строя элементов схемы. При напряжении питания 3 В ток потребления МК Tiny 15LP в активном состоянии около 3 мА. Емкости батареи 1 (CR2032) достаточно для питания МК в аварийном режиме.

3 БЛОК-СХЕМА ПРОГРАММЫ

В начале программы указывается вектор прерывания, для перехода в необходимое подпрограмму. Далее настраивается ввода-вывода порта В и таймер ТО, таймер Т1. В микроконтроллерных технике МК всегда выполнял функции управления, а функции генерирования импульсов успешно выполняет таймер, работающий в автоматическом режиме. Таймер ТО устанавливается как вспомогательный элемент программы. За основу широтно-импульсного регулятора выбран таймер Т1 МК. Таймер Т1 имеет возможность формировать импульсы разной длительности.

Настройка таймера Т1 заключается в выборе тактовой частоты и режиме работы с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Тактовая частота МК составляет 1,6 МГц, а частота преобразователя - 40


Страницы: 1 2 3 4