Обгрунтування вибору елементної бази, Розрахунок потужності споживання схеми - Мікроконтролерний вимірювач ємності конденсаторів
AT90S2313 - економічний 8 бітовий КМОН-мікроконтролер, побудований з використанням розширеної RISC архітектури AVR. Виконуючи по одній команді за період тактової частоти, AT90S2313 має продуктивність близько 1 MIPS на 1 Мгц, що дозволяє розробникам створювати системи оптимальні за швидкості і споживаною потужністю.
В основі ядра AVR лежить розширена RISC архітектура, об'єднуюча розвинений набір команд і 32 регістри загального призначення. Всі 32 регістри безпосередньо підключені до арифметико-логічного пристрою (АЛП), що дає доступ до будь-яких двох регістрів за один машинний цикл.
Подібна архітектура забезпечує десятиразовий виграш в ефективності коду в порівнянні з традиційними CISC мікроконтролерами.
Табл.3.1 Основні характеристики МК AT90S2313
Кількість команд |
120 |
FLASH-пам'ять програм, Кбайт |
2 |
EEPROM-пам'ять, байт |
128 |
Оперативна пам'ять, байт |
128 |
Тактова частота, МГц |
1...16 |
Кількість ліній вводу-виводу |
15 |
Аналоговий компаратор |
+ |
8-розрядний таймер/лічильник |
+ |
16-розрядний таймер/лічильник |
+ |
Широтно імпульсний модулятор (ШІМ) |
- |
UART |
+ |
Послідовний інтерфейс SPI |
- |
Сторожовий таймер |
+ |
Кількість виводів |
20 |
АT90S2313 пропонує наступні можливості: 2кБ завантажуваної флеш-пам'яті; 128 байт EEPROM; 15 ліній введення-виведення загального призначення; 32 робочих регістри; таймери/лічильники, що настроюються, з режимом збігу;
Структурна схема мікроконтролера AT90S2313 зображена на рис.3.4 Його характерні риси:
- - 2 порти вводу/виводу: В (8-розрядний) і D (7-розрядний); - вбудований тактовий кварцовий генератор; - 16-розрядний таймер/лічильник (Таймер Т1); - аналоговий компаратор; - універсальний асинхронний приймач-передавач - UART.
Ядро мікроконтролерів AVR виконано за вдосконаленою RISC (enhanced RISC) архітектура, в котрій використовується ряд рішень, направлений на підвищення швидкодії мікроконтролерів.
Арифметико-логічний пристрій (АЛП), виконуються всі обчислення, безпосередньо підключені до 32 робочих регістрів, об'єднаних в регістровий фйл. Завдяки цьому АЛП виконує одну операцію (читання вмісту регістрів, виконання операцій і запис результату обратно в регістровий фйл) за один машинний цикл.
Рис.3.4 Структура МК АТ90S2313 [4]
В мікроконтролерах AVR практично всі команди (за виключенням команд, у котрих одним із операндів є 16-розрядна адреса) займає одну комірку пам'яті програм.
Мікроконтролери AVR побудовані за Гарвардською архітектурою, котра характерна окремою пам'яттю програм і даних, кожна із котрих має власні шини доступу до них. Така організація дозволяє одночасно працювати як з пам'яттю програм, так і з пам'яттю даних. Розділення шин доступу дозволяє використовувати для кожного типу пам'яті шини даних різної розрядності, а також реалізовувати конвеєризації. Конвеєризації заклечається в тому, що під час виконання текучої команди виконується вибірка із пам'яті і дешифрації коду. На відміну від RISC-мікроконтролерів друдих фірм, в мікроконтролерах AVR використовується 2-рівневий конвеєр, а тривалість машинного циклу складає всього один період коливань кварцового резонатора. У результаті вони забезпечує ту ж продуктивність, що і RISC-мікроконтролери інших фірм, при більш низькій тактової частоті.
Табл.3.2 Опис виводів МК AT90S2313
Позначення |
Номер виводу |
Тип виводу |
Опис |
XTAL1 |
5 |
I |
Вхід інвертора генератора у вхід зовнішього тактового сигнала |
XTAL2 |
4 |
O |
Вихід інвертора генератора |
RESET* |
1 |
I |
Вхід скиду. При утриманні на вході НИЗЬКОГО рівня впродовж 50 нс виконується скид пристрою |
Порт В, 8-розрядний двонаправлений порт вводу/виводу із внутрішнімі підтягуючими резисторами | |||
PB0 (AIN0) |
12 |
I/O |
В0 (Додатній вхід компаратора) |
PB1(AINI) |
13 |
I/O |
В1 (Від'ємний вхід компаратора) |
PB2 |
14 |
I/O |
В2 |
PB3(OC1) |
15 |
I/O |
В3 (Вихід таймера/лічильника Т1(режими порівняння, ШІМ)) |
PB4 |
16 |
I/O |
В4 |
PB5(MOSI) |
17 |
I/O |
В5 (Вхід даних при послідовному програмуванні (SPI)) |
PB6 (MISO) |
18 |
I/O |
В6 (Вихід даних при послідовному програмуванні (SPI)) |
PB7(SCK) |
19 |
I/O |
В7 (Вхід тактового сигналу при послідовному програмуванні (SPI) |
Порт D. 7-розрядний двонаправлений порт вводу/виводу із внутрішніми підтягуючими резисторами | |||
PD0 (RXT) |
2 |
I/O |
D0 (Вхід UART) |
PD1 (TXT) |
3 |
I/O |
D1 (Вихід UART ) |
PD2 (INT0) |
6 |
I/O |
D2 (Вхід зовнішнього переривання) |
PD3 (INT1) |
7 |
I/O |
D3 (Вхід зовнішнього переривання) |
PD4 (T0) |
8 |
I/O |
D4 (Вхід зовнішнього тактового сигналу таймера/лічильника Т0) |
PD5 (T1) |
9 |
I/O |
D5 (Вхід зовнішнього тактового сигналу таймера/лічильника Т1) |
PD6 (ICP) |
11 |
I/O |
D6 (Вхід захоплення таймера/лічильника Т1 (режиму захоплення)) |
GND |
10 |
P |
Загальний вивід |
Vcc |
20 |
P |
Вивід джерела живлення |
КР1407УД2А - представляє собою мікросхему програмованого широкополосного операційного підсилювача із пониженим рівнем надлишкових шумів. Призначені для застосування в якості повторювача, низьковольтного звукового генератора і у мікроамперметрі. Діапазон струмів управління 0,1 мкА...1 мА. Вміщує 36 інтегральних елементів. Корпус типу 301.8-2, маса не більше 1,5 г, 2101.8-1, маса не більше 1 г.
Електричні параметри:
Номінальна напруга живлення ± 6 В ±10%
Максимальна вихідна напруга ? (РUП, НОМР-2) В
Напруга зміщення 0: ? 3 мВ
Струм споживання ? 100 мкА
Вхідний струм ? 150 нА
Різниця вхідних струмів ? 50 нА
Коефіцієнт підсилення напруги ? 5 .104
Нормована напруга шуму ? 15 нВ/vГц
Максимальна швидкість збільшення вихідної напруги ? 0,5 В/ мкс
Частота одиничного підсилення ? 3 МГц
Коефіцієнт послаблення синфазних вхідних напруг ? 70 дБ
Гранично допустимі режими експлуатації:
Напруга живлення ± 10,8...±13,2 В
Максимальні синфазні вхідні напруги ± 5 В
Максимальна вхідна напруга 1 В
Мінімальний опір навантаженню 2 кОм
Температура навколишнього середовища - 60...+85°С
Рис.3.5 Електрична принципова схема К1407УД2
Призначення виводів: 1- корекція (баланс); 2- вхід (-); 2- вхід (+); напруга живлення (-UЖ); 5- корекція (баланс); 6 - вихід; 7 - напруга живлення (UЖ); 8- струм управління.
Розрахунок потужності споживання схеми
Розрахунок потужності виконуємо виходячи з типових струмів споживання окремих ІМС.
Таблиця 3.2. Струми споживання елементів
Елемент |
Струм споживання, мА |
Кількість |
Загальний струм споживання, мА |
DA1 |
40 |
1 |
40 |
DA2 |
20 |
1 |
20 |
DD1 |
5 |
1 |
5 |
Підсумовуючи струми всіх елементів одержуємо струм споживання
I = 65 мА?0,065 А (3.1)
При напрузі живлення UЖ=5 В одержуємо потужність пристрою :
P=I*U= 0,325 (Вт), (3.2)
Що відповідає, технічним вимогам на пристрій.
Похожие статьи
-
Вимірювач частота сигнал потужність Пристрій повинен складатися зі зовнішнього пульта, який під'єднується до паралельного порта ПЕОМ. Пульт повинен мати...
-
Вимірювач ємності електролітичних конденсаторів - Мікроконтролерний вимірювач ємності конденсаторів
Однією з найчастіших причин виходу радіоелектронної апаратури з ладу або погіршення її параметрів є зміна властивостей електролітичних конденсаторів....
-
Функціональна схема мікроконтролерного вимірювача ємності конденсаторів зображена на рис.3.2 та на кресленні ДП. КН5Д.05/ДК67.10.002 Е2. Функціональна...
-
Цифровий вимірювач ємності - Мікроконтролерний вимірювач ємності конденсаторів
В роботі наведено відносно простий цифровий вимірювач ємності. Є декілька методів вимірювання ємності, наприклад, за допомогою моста опорів або вимірюючи...
-
Пристрій, що розробляється в даному дипломному проекті, повинен задовольняти наступним технічним вимогам: 1.1. Напруга живлення +5В±10% 1.2. Діапазон...
-
Так як ми вже визначились зі структурною схемою приладу, то потрібно розробити електричну принципову. Спочатку визначимось з усіма складовими окремо. В...
-
РОЗРАХУНОК НАДІЙНОСТІ СПРОЕКТОВАНОГО ПРИЛАДУ - Мікроконтролерний вимірювач ємності конденсаторів
Надійність цифрової системи якісно визначається як ймовірність того, що вона працює правильно, коли це від неї вимагається [7]. Розробнику цифрової...
-
Класифікація конденсаторів і міри безпеки при роботі з ними Залежно від призначення і конструктивною виконання випускають конденсатори: постійної...
-
На сайті [2] опублікована відносно проста схема вимірювача ємності на операційному підсилювачі. Пристрій, схема якого приведена на Рис.2.2, дозволяє...
-
Для шинних формувачів вибираємо 4 мікросхеми К589АП26. Вхідний вузол формуємо на мікросхемах КР1533ЛЕ1 - 4 незалежних елементи "2 ИЛИ-НЕ". Сигнал ВБ...
-
РОЗРАХУНОК ВХІДНИХ ТА ВИХІДНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВУЗЛІВ СТРУКТУРНОЇ СХЕМИ - Цифровий вимірювач ваги
Для визначення характеристик цифрового вимірювача ваги необхідно визначити значення вихідної напруги первинного перетворювача при мінімальному значення...
-
ОБГРУНТУВАННЯ ТА РОЗРОБКА СТРУКТУРНОЇ СХЕМИ ВИМІРЮВАЛЬНОГО ПРИЛАДУ - Цифровий вимірювач ваги
Для того, щоб визначитись із структурною схемою цифрового вимірювача ваги, необхідно вибрати первинний перетворювач, датчик ваги. Згідно індивідуального...
-
Основні теоретичні відомості про пакет CodeVisionAVR CodeVisionAVR - це крос-компілятор Сі, інтегроване середовище розробки (IDE - Integrated Development...
-
Опис функціональної схеми модему - Захист інформації від витоку з телефонної мережі зв'язку
На рис. 7.2 представлена функціональна схема мікросхеми СМХ869, а в таблиці 7.1 наведено опис вхідних і вихідних сигналів. Рисунок 7.2 Функціональна...
-
Опис вибору елементної бази та роботи принципової схеми - Автоматичний регулятор температури
Схема терморегулятора показана на рис.7 (Додаток В). Резистором R8 встановлюють необхідну контрастність зображення індикатора. Всі блоки пристрою...
-
Структурна схема мікроконтролерного вимірювача ємності конденсаторів зображена на рис.3.1 та на кресленні ДП. КН5Д.05/ДК67.10.001 Е1. Вона складається із...
-
Вибір і обгрунтування елементної бази - Лабораторний стенд-мультиплексор (блок мультиплексування)
При проектуванні цифрових пристроїв однією з важливих задач є вибір елементів. Вибір елементної бази проводиться на основі схеми електричної принципової...
-
Вона відображає принцип роботи пристрою в самому загальному вигляді і дає наочне уявлення про послідовності взаємодії функціональних частин пристрою....
-
Мостовий генератор для УЗВ-п'єзовипромінювача - Аналітичний огляд генераторів коливань
В останні роки все частіше доводиться зіштовхуватися з ультразвуком - звуковими коливаннями, що мають частоту більшу, ніж здатна почути людина. У...
-
Розрахунок споживаної потужності від джерела живлення +5В Основними споживачами електроенергії від джерела живлення +5В в розробленій схемі є...
-
Висновки - Мікроконтролерний вимірювач ємності конденсаторів
В результаті виконання дипломного проекту були розроблені структурна, функціональна та принципова електричні схеми мікроконтролерного вимірювача ємності...
-
Термокомпенсація заданого фрагмента схеми ЕА В процесі вибору ЕБ для ЕА часто виникає потреба у забезпеченні температурної стабільності окремих ланцюгів...
-
ВСТУП - Мікроконтролерний вимірювач ємності конденсаторів
Поява мікропроцесорів та мікроконтролерів (обчислювальних пристроїв, виконаних у вигляді однієї ВІС, що має основні частини мікроЕОМ: МП, пам'ять програм...
-
Вибір елементної бази - Цифровий датчик тиску повітря у кабіні літака
Вибір процесорного модуля. Процесорний модуль призначений для прийому, збереження й обробки даних, а також видачі керуючих команд периферійним пристроям....
-
Рекомендації щодо використання вітчизняної елементної бази - Реалізації технології ЦДУ
Повнота реалізації переваг ЦАР багато в чому залежить від якісних параметрів елементної бази. Прогрес у розвитку мікропроцесорної техніки і теорії ЦОС...
-
Опис пінів - Сучасні мікроконтролери
VCC - Живлення. GND - Земля. Port А (PA7..PA0) - порт А - 8-ми бітовий, двонаправлений порт введення висновку. Піни порту можуть використовувати...
-
Архітектура мікроконтролерів сімейства AVR - Структурні особливості сучасних мікропроцесорних систем
Мікроконтролери ATmega є 8-розрядними CMOS мікроконтролерами з AVR удосконаленою RISC архітектурою. Виконуючи більшість команд за один тактовий цикл,...
-
Розробка структурної схеми, Розробка принципової схеми - Транзисторний перетворювач із дроселем
При підключенні мережі включається система керування зібрана на мікроконтролері, яка живиться від блоку живлення, що виробляє напругу 5 В, силова частина...
-
Розроблений пристрій призначений для проведення лабораторної роботи з предмету "Цифрова схемотехніка". Він дозволяє дослідити та наочно показати роботу...
-
Вимір М періодів вхідного сигналу - Вимірювач частоти
Як видно, розглянуті перші два способи виміру частоти проходження імпульсів не дають можливості вимірити параметри вхідного сигналу з достатньою точністю...
-
Для міських станцій передбачається приміщення для клієнтів, площа якого приймається з розрахунку на 1 робочий пост: для СТОА до 15 постів -- 8...9 м2....
-
Головна схема електричних з'єднань електростанції вибирається на підставі декількох технічних прийнятних варіантів, які відповідають основним вимогам, що...
-
У варіантах реалізації приладу, розглянутих у 1 розділі немає можливості задавати частоту вихідного сигналу, а тільки амплітуду, що не задовольняє умови...
-
Визначається кількість абонентських модулів на ОПС і ПС, що відповідає числу ГТ до УКС. На станції застосовуються два типи модулів: абонентський модуль...
-
Зазвичай в РЛС сантиметрового діапазону у якості малошумлячого підсилювача МШП надвисоких частот НВЧ використовують тільки напівпровідниковий...
-
Розробка функціональної схеми моноімпульсної РЛС Виходячи з послідовності операцій, які виконує моноімпульсни система, її функціональна схема повинна...
-
Розрахуємо спочатку елементи клавіатури. В клавіатурі використовуються резистори R1, R3, R4, R5, R8, R10, R12, R15, R16, R18, R20, R21, R22, відповідно...
-
Пристрої виміру частоти є одним з типів пристроїв з використанням мікроконтроллерів. В основі даних пристроїв обов'язковим елементом є мікроконтролер, що...
-
Для відкритих трас множник послаблення може бути розрахований за наступною формулою: - модуль коефіцієнта відбиття, величина якого залежить від характеру...
-
З погляду виробників мікропроцесорної техніки всі задачі, вирішувані системами вбудованого управління, поділяються на два великі класи: управління...
Обгрунтування вибору елементної бази, Розрахунок потужності споживання схеми - Мікроконтролерний вимірювач ємності конденсаторів