MES-системы и эффективное управление производством

Приглашаем на семинар!



24-26.09.2019 г., г. Санкт-Петербург, до начала 67 дней!

MCM1 Современные системы цехового управления

MCP2 MRP-II. Управление и планирование машиностроительного производства

MCP1 Современные средства и методы планирования производства на промышленных предприятиях

Подайте заявку на участие прямо сейчас!

img21
img22
img23

Учебный конструктор "Новатор" - логическая схема

Логическая схема устройства

Данный раздел предназначен для программистов, разрабатывающих программы для проектов на базе конструктора НОВАТОР.

Функционально система содержит:

  • микропроцессор ATMEL (Microchip) ATmega168;
  • коммуникационный интерфейс стандарта RS-232, выведенный на многофункциональный разъём;
  • сигнальный светодиод на лицевой панели;
  • кнопка управления на лицевой панели;
  • блок индикации состояния выходов на лицевой панели на базе двух последовательных регистров HC595 (SRB);
  • часы реального времени на основе ИМС DS1307 с кварцевым стабилизатором частоты и батареей резервного питания, подключены к шине TWI;
  • ПЗУ на базе ИМС 24LC512 объёмом 64к 8-битных слов, подключена к шине TWI;
  • расширители портов ввода/вывода на базе ИМС PCF8574 (3 шт.), подключенных к шине TWI.

К расширителям портов ввода/вывода подключены каналы:

  • управление релейными ключами внешних устройств;
  • каналы логических входов;
  • каналы сигнальных выходов типа открытый коллектор;
  • канал опто-изолированного сигнального выхода;
  • датчик контроля напряжения питания исполнительных устройств (опционно).

Микроконтроллер работает на частоте 16 МГц с внешним кварцевым резонатором. Шина TWI использует штатные выводи микроконтроллера, сигнальный светодиод и кнопка управления напрямую подключены к выводам микроконтроллера.

Табл. 1. Подключение используемых каналов микроконтроллера
КаналНазначениеПодключениеПримечание
RESETСигнал сбросаMPC:8ISP RESET
RXDUART — приёмMPC:4через преобразователь интерфейса
TXDUART — передачаMPC:6через преобразователь интерфейса
SCLШина TWI, сигнал SCLшина TWIвнешний подтягивающий резистор 1.5к
SDAШина TWI, сигнал SDAшина TWIвнешний подтягивающий резистор 1.5к
PB0SRB, сигнал SHCPSRB:SHCP
PB1Шина SPI, сигнал выбора канала 0 CS0MPC:9
PB2Шина SPI, сигнал выбора канала CS1MPC:7
PB3Шина SPI, сигнал MOSIMPC:5ISP MOSI
PB4Шина SPI, сигнал MISOMPC:3ISP MISO
PB5Вн. сигнал SPI SCKMPC:1ISP SCK
PC0Кнопка управленияCBбез внешнего подтягивающего резистора, замыкание на GND
PD4Сигнальный светодиодLED:NGсостояние 0 включает светодиод
PD5SRB, сигнал DSSRB:DS
PD6SRB, сигнал OESRB:OEвнешний подтягивающий резистор 47к, 0 — разрешение работы
PD7SRB, сигнал STCPSRB:STCP

Остальные, не обозначенные в таблице каналы ввода/вывода микроконтроллера не используются.

Блок индикации состояния входов/выходов включает 2 последовательно включённые микросхемы сдвиговых регистров HC595 с объединёнными сигналами SHCP, STCP, OE. Активным уровнем свечения светодиода является логический 0. Индикация управляется сигналом OE, низкий уровень сигнала (вывод логического 0) разрешает индикацию, высокий или Z-уровень — запрещает.

Табл. 2. Порядок подключения сигнальных светодиодов
ОбозначениеНомер ИМСНомер канала
101
202
304
403
506
605
700
801
C113
C212
O115

Схема управления шиной TWI реализована по документации к микроконтроллеру, внешние подтягивающие резисторы установлены номиналом 1.5к. Возможности подключения дополнительных устройств, кроме установленных в штатной версии, не предусмотрено.

Табл. 3. Параметры устройств шины TWI
ОбозначениеНазначениеТип ИМСSLA, hexSLA, binA2A1A0fмакс, кГц
RTCЧасы РВDS13070x680b1101000100
PROMПЗУ24LS5120x500b10100000b000400
EXT1Расширитель портов ввода/выводаPCF85740x200b01000000b000100
EXT2Расширитель портов ввода/выводаPCF85740x210b01000100b010100
EXT3Расширитель портов ввода/выводаPCF85740x240b01001000b100100

Параметр SLA в таблице соответствует 7-битному значению SLA, биты 7-1 адресного байта. Для преобразования в значение адресного байта используйте сдвиг влево на один разряд и объединение с байтом указания режима работы (SLA << 1) | TWI_MODE, где TWI_MODE равен 1 для операций чтения и 0 для операций записи.

Табл. 4. Подключение каналов ввода/вывода устройства к расширителям
Канал ввода/выводаОбозначениеРасширительКаналПримечание
Нагрузка 1L1EXT21
Нагрузка 2L2EXT23
Нагрузка 3L3EXT22
Нагрузка 4L4EXT20
Нагрузка 5L5EXT13
Нагрузка 6L6EXT12
Нагрузка 7L7EXT10
Нагрузка 8L8EXT11
Логический вход 1DI1EXT34
Логический вход 2DI2EXT35
Логический вход 3DI3EXT36
Логический вход 4DI4EXT37
Логический вход 5DI5EXT24
Логический вход 6DI6EXT25
Логический вход 7DI7EXT26
Логический вход 8DI8EXT27
Логический вход 9DI9EXT14
Логический вход 10DI10EXT15
Логический вход 11DI11EXT16
Логический вход 12DI12EXT17
Сигнальный выход ОК1OC1EXT31
Сигнальный выход ОК2OC2EXT30
Сигнальный опто-изолированный выходOP1EXT33
Датчик наличия напряжения нагрузкиVLCEXT32

Датчик наличия напряжения нагрузки является опционным и зависит от конфигурации устройства. Во всех видах исполнения датчик является гальванически развязанным от контролируемой цепи через оптопару. Возможно несколько вариантов исполнения:

  • датчик наличия низковольтного постоянного напряжения, состояние 0 на входе канала соответствует наличию напряжения;
  • датчик наличия высокого напряжения резистивный, состояние 0 на входе канала соответствует наличию напряжения;
  • датчик наличия высокого напряжения импульсный, периодическое появление сигнала 0 на входе канала с частотой около 50 Гц и продолжительностью импульса около 1 мс соответствует наличию напряжения.

Дополнительная информация

По вопросам приобретения конструктора, пожалуйста, направьте нам заявку в свободной форме по электронной почте.

Решетников Игорь

e-mail i.reshetnikov@mescenter.ru
Тел. +7 (916) 671-19-74

Вы находитесь: Главная