Автор работы: Пользователь скрыл имя, 10 Апреля 2013 в 19:02, курсовая работа
1ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Светофор простой. Управление лампами 220 В 100 Вт по программе: 15 сек красный, 3 сек желтый, 15 сек зеленый, 3 сек желтый, повтор. Переключатель режима работы «мигающий желтый» (период мигания одна секунда) и обратно. На семисегментный индикатор выводить сколько секунд осталось до переключения.
Для управления реле выберем транзистор 2N3702 [7], внешний вид и габаритные характеристики представлены на рисунке 16. В таблице 5 – краткие характеристики.
Рис. 16 Транзистор 2N3702.
Таблица 5.
Тип транзистора |
PNP |
Напряжение пробоя коллектора, эмиттера (макс.) |
25 В |
Ток коллектора (ном.) |
300 мA |
Усиление постоянного тока (h21э) (min) |
60 |
Напряжение база-эмиттер (Uбэ) |
0,6 В |
Напряжение коллектор-эмиттер (Uкэ) |
0,25 В |
Мощность максимальная |
625 мВт |
Определим ток базы транзистора для обеспечения тока коллектора 105 мА:
Определим номиналы резисторов R11, R12, R13для обеспечения тока базы:
Для переключения режима работы светофора использован переключатель SB1 типа SWD 1-1 [8]. Внешний вид представлен на рисунке 17, краткие характеристики – в таблице 6.
Рис. 17 Переключатель SWD 1-1.
Таблица 6.
Количество контактных групп |
1 |
Рабочее напряжение |
24 В |
Рабочий ток |
50 мA |
Электрическая надежность (количество переключений при рабочей нагрузке) |
10000 |
Сопротивление контактов |
0,1 Ом |
В качестве кнопки сбросаS1 предлагается использовать любой переключатель без фиксации для установки на панель, обеспечивающий применение при необходимых климатических характеристиках. Например D16LMR1-1ABOB[9] фирмы «DECA SwitchLab», внешний вид представлен на рисунке 18, краткие характеристики в таблице 7. Соединение с платой управления выполнить гибкими проводниками.
Рис. 18 Внешний вид переключателя D16LMR1.
Таблица 7.
Функциональное назначение |
кнопка на панель |
Рабочее напряжение |
250 В |
Рабочий ток |
5 A |
Рабочая температура |
-25…-70 С |
Для тактирования микроконтроллера использован кварцевый резонатор ZQ1 типа КХ-3Н [10], с частотой 12 МГц, фирмы «Geyer». Внешний вид представлен на рисунке 15.
Рис. 19 Кварцевый резонатор.
Резистор R14–подтягивающий. Подтягивающий резистор удерживает вход в состоянии логической единицы, пока внешняя цепь разомкнута. Для подтягивания рекомендуется использовать резисторы больших сопротивлений (10 кОм и более). В моменты, когда цепь замкнута, большое сопротивление резистора не даёт большей части тока идти в землю: сигнал пойдёт к входному контакту. Если бы сопротивление резистора было мало (единицы Ом), при замкнутойцепи произошло бы короткое замыкание.
Резистор R1 и конденсаторы С1, С2, С3 являются стандартной «обвязкой» микроконтроллера. Поэтому номиналы этих элементов можно взять из спецификации на микроконтроллер.
В данной работе предлагается использовать постоянные металлопленочные резисторы типа MF [11], фирмы «Hitano». Эти резисторы предназначены для работы в цепях постоянного и переменного тока. Имеют высокую точность и высокую температурную стабильность сопротивления. Идеальны для использования в качестве резисторов общего назначения, в высокоточной и измерительной технике. Полностью заменяют собой резисторы МЛТ, С2-23, С2-33н, С2-29, имея лучшие электрические и эксплуатационные характеристики.
В качестве конденсаторов С1 и С2 предлагается использовать керамические многослойные конденсаторы К10-17Б [12], С3 – полярный электролитический алюминиевый, также производства фирмы «ELZET».
В работе применены лампы накаливания фирмы «Osram» мощность 100 ватт каждая с цоколем Е27 и соответствующие электропатроны.
Источником питания схемы
Рис. 20 Внешний вид источника питания.
Таблица 8.
Мощность |
5 Вт |
Количество выходов |
1 |
Uвых |
5 В |
Iвых |
1 А |
Входное переменное напряжение |
85...264 В |
4.4 Управляющая программа
Для работы схемы необходимо программное обеспечение, управляющее работой микроконтроллера и располагающееся во внутренней памяти микросхемы. При этом необходимо запрограммировать микроконтроллер [1]. Это может быть выполнено при помощи специальных устройств – программаторов, способных записать составленную программу в память микроконтроллера. Программа управления микроконтроллером написана в среде программирования Keil [16]. Средства KeilSoftware включают компиляторы, ассемблеры, отладчики и симуляторы, интегрированные среды разработки, операционные системы реального времени, а также оценочные платы и эмуляторы. KeilSoftware разрабатывает и производит средства разработки в том числе и для семейства микроконтроллеров 8051.
Блок – схема и программа для микроконтроллера представлены в приложении А.
5ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате выполнения курсового проекта было разработано цифровое устройство блока управления светофором, написана программа для управления микроконтроллером на языке ассемблер,с помощью программного комплекса PROTEUSвыполнено моделирование схемы и проверена ее работа. С помощью программы Multisim спроектирована печатная плата.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение А. Блок схема и листинг программы управления.
$MOD51
DSEGAT 0030h
Counter: DS 1
Ten: DS 1
One: DS 1
CSEG AT 0000h
ljmp Start
CSEG AT 000Bh
ljmp Timer_Full
CSEG AT 001Bh
ljmp Timer_1_Full
CSEG AT 0030h
Start:
clr EA
mov SP,#65h
mov TMOD,#00010001b
mov TCON,#00000000b
mov IP, #00001000b
mov IE, #00001010b
mov TL0,#low (not 16975)
mov TH0,#high(not 16975)
mov R2,#16
mov TL1,#low (not 2000)
mov TH1,#high(not 2000)
mov R0,#0
mov Counter,#1
mov Ten,#0
mov One,#0
anl P2,#11111101b
setb TR0
setb TR1
setb EA
loop:
jnb P2.5,OFF
jmp loop
OFF:
orl P2,#11100101b
jmp loop
Coder:
anl A,#0Fh
inc A
movc A,@A+pc
ret
; GFEDCBA_ ABCDEFG_
db 10000001b ;0 11111100b ;
db 11110011b ;1 01100000b ;
db 01001001b ;2 11011010b ;
db 01100001b ;3 11110010b ;
db 00110011b ;4 01100110b ;
db 00100101b ;5 10110110b ;
db 00000101b ;6 10111110b ;
db 11110001b ;7 11100000b ;
db 00000001b ;8 11111110b ;
db 00100001b ;9 11110110b ;
Binary_Decimal:
mov B,#10
div AB
mov Ten,A
mov One,B
ret
Timer_Full:
djnz R2,Exit
clr TR0
mov TL0,#low (not 16975)
mov TH0,#high(not 16975)
mov R2,#16
setb TR0
djnz Counter,Next
jnb P2.5,Next
inc R0
mov A,R0
anl A,#00000011b
cjne A,#0,a1
orl P2,#00100110b
anl P2,#11111110b
mov Counter,#15
jmp Next
a1:
cjne A,#1,a2
orl P2,#00100101b
anl P2,#11111101b
mov Counter,#3
jmp Next
a2:
cjne A,#2,a3
orl P2,#00100011b
anl P2,#11111011b
mov Counter,#15
jmp Next
a3:
orl P2,#00100101b
anl P2,#11111101b
mov Counter,#3
Next:
mov A,Counter
call Binary_Decimal
jb P2.5,Exit
mov R0,#3
cpl P2.1
orl P2,#11100101b
mov Counter,#1
Exit:
reti
;=============================
;= DISPLAY =
;=============================
Timer_1_Full:
clr TR1
mov TL1,#low (not 2000)
mov TH1,#high(not 2000)
setb TR1
push PSW
push ACC
mov P1,#0FFh
mov A,P2
orl P2,#11100000b
jnb P2.5,ExitDisplay
anl A,#11000000b
cjne A,#10000000b,One_
Ten_:
mov A,Ten
call Coder
mov P1,A
anl P2,#01111111b
jmp ExitDisplay
One_:
mov A,One
call Coder
mov P1,A
anl P2,#10111111b
ExitDisplay:
pop ACC
pop PSW
reti
END
ПриложениеБ. Принципиальнаясхема.
Подпись и дата |
|
Инв. № дубл. |
|
Взам. инв. № |
|
Подпись и дата |
|
Инв. № подл. |
220201.АУ.КП.032.000.ПЗ | ||||||||
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата | ||||
Разраб. |
Меринова |
Светофор
|
Лист |
Листов | ||||
Разраб. |
2 |
25 | ||||||
Пров. |
Мухаматшин |
НИЯУ МИФИ гр.АТ-67 | ||||||
Н.контр. |
||||||||
Утв. |
||||||||
220201.АУ.КП.032.000.ПЗ |
Лист | |||||
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Подпись и дата |
|
Инв. № дубл. |
|
Взам. инв. № |
|
Подпись и дата |
|
Инв. № подл. |
Информация о работе Автомат переключения светофора с лампами накаливания