Вимірювач частоти

Схема живлення - блок формування напруги живлення елементів індикації.

3.1 Вибір і обґрунтування вибору елементної бази

Для реалізації структурної схеми 0АПЗ38.097208.002 Е1 немає необхідності у використанні інтегральних мікросхем. У зв'язку з своєю простотою принципова схема пристрою буде складатися з діодів, світлодіодів, резистрів, кнопок що замикають і розмикають та оптопар для гальванічної розв'язки.

Електроживлення пристрою провадиться від двох зовнішніх джерел живлення: +5В и +12В. Перше джерело позитивної постійної напруги 5В використовується для живлення оптопар, що зв'язують кнопкові вимикачі з вхідними лініями рівнобіжного інтерфейсу. Друге джерело позитивної постійної напруги 12В використовується для живлення пристроїв індикації: чотири групи по чотирьох напівпровідникових світлодіода.

Усі кнопки включаються паралельно групами по 4 штуки.

Послідовно зі світлодіодами включаються обмежувальні резистори.

Розроблена принципова схема приведена в документі 0АПЗ38.097208.002 Е3.

3.2 Опис принципу дії пристрою

Опис принципу дії ведеться спираючи на схему принципову 0АПЗ38.097208.002 Е3.

При натисканні на одну з кнопок першої групи замикаючих контактів засвітяться світлодіоди VD1 - VD4. А сигнал - ERROR інтерфейсу буде знаходитися в стані логічної одиниці, тоді як при переведенні контактів у початковий стан, на лінії - ERROR буде відновлений рівень логічного нуля за рахунок прямого струму через відповідну оптопару.

Аналогічним образом працює друга група замикаючих контактів за винятком використовуваного сигналу - PE та світлодіодів VD5 - VD8.

При натисканні на усі кнопоки першої групи контактів, що розмикають, згаснуть світлодіоди VD9 - VD12. А сигнал SCLT інтерфейсу буде знаходитися в стані логічного нуля, тоді як при переведенні контактів у початковий стан, на лінії PE буде відновлений рівень логічної одиниці за рахунок внутрішніх резисторів паралельного інтерфейсу, що підтягують вхідні лінії до внутрішнього джерала живлення +5В.

Аналогічним образом працює друга група контактів, що розмикають, за винятком використовуваного сигналу - - ACK та світлодідоів VD13 - VD16.

Кнопка СТАРТ (SB17) не має індикації і використовує сигнал - BUSY. Високий рівень цього сигналу свідчить про натиснуту кнопку.

Відомості про тип кнопки і використовуваний сигнал зведені в таблицю 2.

4. Розрахункова частина

4.1 Розрахунок споживаної потужності від джерела живлення +5В

Основними споживачами електроенергії від джерела живлення +5В в розробленій схемі є випромінюючі світлодіоди оптопар, то необхідно розрахувати сумарний споживаний струм у випадку одночасного світіння всіх п`яти світлодіодів. При струмі споживання одного світлодіоду 15 mA, сумарний буде дорівнювати:

I_сум. = 5 * 0,015 = 0,075 А.

Загальна потужність пристрою споживана від джерела живлення +5В, визначається як добуток загального споживаного струму на напругу живлення:

Р_{рас.общ.} = I_{пот.мощ.} * U_пит,

Р_{рас.общ.} = 0,075 * 5 = 0,375 Вт.

4.2 Розрахунок споживаної потужності від джерела живлення +12В

Основними споживачами електроенергії від джерела живлення +12В в розробленій схемі є випромінюючі індикаторні світлодіоди, то необхідно розрахувати сумарний споживаний струм у випадку одночасного світіння всіх шістнадцяти світлодіодів. При струмі споживання одного світлодіоду 10 mA, сумарний буде дорівнювати:

I_сум. = 16 * 0,01 = 0,16 А.

Загальна потужність пристрою споживана від джерела живлення +12В, визначається як добуток загального споживаного струму на напругу живлення:

Р_{рас.общ.} = I_{пот.мощ.} * U_пит,

Р_{рас.общ.} = 0,16 * 12 = 1,92 Вт.

4.3 Розрахунок загальної споживаної потужності

Загальна споживана потужність визначається я сума споживанх потужностей складових частин пристрою в цілому:

Р_заг. = P_1. + P₂,

Р_заг. = 0,375 + 1,92 = 2,295 Вт.

5. Розробка програмного забезпечення

5.1 Опис портів введення-виведення

MS DOS може працювати з трьома паралельними пристроями (LPT1 - LPT3). Для підключення використовується стандартне рознімання Centronix, що має 36 контактних виходів.

Кожен паралельний пристрій має свій адаптер. Адаптер керується трьома регістрами введення / виведення й адреси портів цих регістрів різні для кожного адаптера. Область даних BIOS містить базові адреси для кожного адаптера. Базова адреса відповідає молодшій адресі групи з трьох адрес портів. Базова адреса для LPT1 - 0040:0008, для LPT2 - 0040:000A і т.д.

Регістр вихідних даних - це та адреса порту, через який проходить кожен байт даних, що посилається в принтер. Регістр статусу повідомляє різну інформацію про принтер; процесор може постійно опитувати його, щоб розпізнати момент, коли усе в порядку і можна посилати дані. Регістр статусу повідомляє також, що відбулася помилка на принтері. Регістр керування ініціалізує адаптер і керує виводом даних. Він може також підготовляти паралельний порт для операцій переривання, для того щоб принтер посилав переривання до процесора, коли він готовий до прийому чергового символу, залишаючи процесор вільним для інших справ.

Таким чином, перед звертанням до порту необхідно виконати процедуру визначення його базової адреси.

Програмування підключеної до паралельного порту апаратури полягає в установці визначених бітів у регістрах даних і керування і читанні визначених бітів з регістра стану. При цьому якщо з регістром даних проблем не виникає (це звичайний байтовий регістр), то два інших регістри мають деякі особливості. По-перше, деякі біти є інверсними. При записі в регістр керування нуля в цих бітах встановлюються одиниці, а якщо на входах регістра стану встановлені нулі, то з цих бітів зчитуються одиниці. По-друге, якщо чотири біти регістра керування розташовані в молодших бітах байта (біти 0-3), то п'ять бітів регістра стану - у старших (біти 3-7). Повна інформація про відображення сигналів шин керування і стани інтерфейсу Centronics на регістри паралельного порту комп'ютера приведена в таблиці 2.

Таблиця 2. Керуючі сигнали Centronics

Для того щоб при програмуванні щораз не задумуватися про особливості того або іншого біта, доцільно один раз написати функції запису в регістр керування і читання з регістра стану, що враховують інверсії бітів і їхнє розташування в байті.

5.2 Опис алгоритму

Алгоритм программы, работающей с разработанным устройством заключается в опросе состояний кнопочных выключателей и ведение точного временного отсчета отдельно для каждого из участников. Кроме того, для индикации текущего состояния кнопочных выключателей производится запись в порт данных кода, управляющего светодиодными индикаторами.

Предусмотрена возможность записи в дисковый файл текущих показаний для каждого игрока.

Алгоритм программы.

1. В начале программы производится инициализация переменных и настройка порта параллельного интерфейса.

2. Ввод имен участников и опрос готовности каждого из игроков.

3. Ожидание нажатия на кнопку «Старт».

4. Запуск счетчиков тех игроков, кто был в состоянии готовности до нажатия кнопки «Старт».

5. Подсчет времени отдельно для каждого из участников. Ожидание сигнала окончания для каждого из участников отдельно.

6. Вывод результатов в файл.

7. Выход из программы или переход к пункту 2.

Разработанное программное обеспечение написано на языке Turbo Pascal 7.0.

6. Результати застосування ЕОМ при проектуванні пристрою

При виконанні завдання ЕОМ використовувалася для створення основного комплекту конструкторської документації, що дозволило зробити тексти, розрахунки і таблиці більш наочними і зручними для сприйняття.

Список бібліографічних посилань

1. Бородич Ю.С. Разработка программных систем на языке Паскаль: Справ. пособие. - Мн.:Выш.шк., 1992. 143 с.: ил.

2. Джордейн Р. Справочник программиста персональных компьютеров типа IBM PC, XT и AT: Пер. с англ. / Предисл. Н.В. Гайского. - М.: Финансы и статистика, 1992. - 544 с.: ил.

3. Касаткин А.И. Профессиональное программирование на языке Си. Управление ресурсами: Справ.пособие. - Мн.: Выш. шк., 1992. - 432 с.: ил.

4. Касаткин А.И. Профессиональное программирование на языке Си. Системное программирование: Справ. пособие. - Мн.: Выш.шк., 1993. - 301 с.: ил.

5. Орнатский П.П. Автоматические измерительные приборы. Киев, «Техника», 1965, 422 с. с ил.

6. Полупроводниковые приборы: Диоды, тиристоры, оптоэлектронные приборы: Справочник/ А.В. Баюков, А.Б. Гитцевич, А.А. Зайцев и др.; Под общ. Ред. Н.Н. Горюнова. - 3-е изд., перераб. - М.:Энергоатомиздат, 1987. - 744 с.:ил.

7. Прессман А.И. Расчет и проектирование схем на полупроводниковых приборах для цифровых вычислительных машин. М» Изд-во иностр. лит., 1963, 376 с. с ил.

Размещено на Allbest.ru