Разработка программируемого термостабилизатора

дипломная работа

2.3 Выбор элементной базы

В дипломном проекте был выбран однокристальный 8-разрядный Flash CMOS микроконтроллер PIC16F84А.

PIC16F84А - это 8-pазpядные микpоконтpоллеpы с RISC аpхитектуpой, пpоизводимые фирмой Microchip Technology. Это семейство микpоконтpоллеpов отличается низкой ценой, низким энеpгопотpеблением и высокой скоpостью. Микpоконтpоллеpы имеют встpоенное ЭППЗУ пpогpаммы, ОЗУ данных и выпускаются в 18 и 28 выводных коpпусах.

Микpоконтpоллеpы семейства PIC имеют очень эффективную систему команд, состоящую всего из 35 инстpукций. Все инстpукции выполняются за один цикл, за исключением условных пеpеходов и команд, изменяющих пpогpаммный счетчик, котоpые выполняются за 2 цикла. Один цикл выполнения инстpукции состоит из 4 пеpиодов тактовой частоты.

Таким образом, пpи частоте 4 МГц, вpемя выполнения инстpукции составляет 1 мксек. Каждая инстpукция состоит из 14 бит, делящихся на код опеpации и опеpанд.

Обзор характеристик микроконтроллера PIC16F84А представлен в таблице 2.3.1.

Характеристики

1

Имеет только 33 простых команды

2

Все команды выполняются за один цикл(200ns), кроме команд перехода- 2 цикла

3

Рабочая частота 0Гц - 20МГц(200 нс цикл команды)

4

12- битовые команды

5

8- битовые данные

6

512 - 2К х 12 программной памяти на кристалле EPROM

7

25 - 72 х 8 регистров общего использования

8

7 специальных аппаратных регистров SFR

9

Двухуровневый аппаратный стек

10

Прямая, косвенная и относительная адресация данных и команд

11

12 - 20 линий ввода-вывода с индивидуальной настройкой

12

8 - битный таймер/счетчик RTCC с 8-битным программируемым предварительным делителем

13

Автоматический сброс при включении

14

Таймер запуска генератора

15

Watchdog таймер WDT с собственным встроенным генератором, обеспечивающим повышенную надежность

16

EPROM бит секретности для защиты кода

17

Экономичный режим SLEEP

18

Программируемые EPROM биты для установки режима возбуждения встроенного генератора

19

RC генератор : RC

20

Обычный кварцевый резонатор : XT

21

Высокочастотный кварцевый резонатор : HS

22

Экономичный низкочастотный кристалл : LP

23

Экономичная высокоскоростная КМОП EPROM технология

24

Статический принцип в архитектуре

25

Широкий диапазон напряжений питания:

- коммерческие: 2,0 в до 5.5 в

- промышленные: 2,0 в до 5.5 в

26

Низкое потребление:

-20mA типично для 6В, 20МГц

-2mА типично для 5В, 4МГц

-15мкА типично для 3В,

-32КГц мкА типично для SLEEP режима при 3В, 0 - 70 С

Таблица 2.3.1 - Обзор характеристик микроконтроллера PIC16F84А

Устройство отличается от известных измерителей температуры на DS1820 возможностью одновременной регулировки температуры в двух точках с точностью ±0,5° в интервале температур от -10 до +85 °С, малым временем реагирования 11,4 мс по сравнению с 1 с у прототипов.

Микроконтроллерный термометрический датчик DS1820 рассчитан на измерение температуры от -55 до +125 °С, но на границах предела точность измерения ухудшается до +2 °С. Управление нагревателями выполняется по принципу цифрового компаратора.

На однорядном ЖК-дисплее индикатора можно одновременно наблюдать текущую температуру в двух точках, температуру в различных точках и ее установленное значение. Прием данных, их обработка и выдача на индикатор выполняются микроконтроллером PIC16F84A.

На рисунке 2.4.1 предоставлена информация о расположения выводов микроконтроллера

Рисунок 2.4.1 - Расположение выводов микроконтроллера

Работа с терморегулятором сводится к установке температуры регулирования для обоих датчиков. При включении устройства на дисплее появится значение температуры первого и второго датчика с указанием стрелочкой (>) номера датчика. Нажатием кнопки «Режим» на дисплее последовательно будут появляться изображения, левые цифры показывают текущую температуру соответствующих датчиков, а правые цифры -- установленные значения температур. При включении режимов работы микроконтроллер переходит в режим установки. В этом режиме под устанавливаемым разрядом появляется мигающий курсор. Кнопкой «Разряд» перемещают курсор по разрядам, а кнопкой «Установка» устанавливают необходимое значение температуры.

При установке нет ограничения по максимуму и минимуму, поэтому необходимо быть внимательным. Можно установить знак минус и не дождаться включения нагревателя, и наоборот, установить температуру регулирования более +125° и не дождаться выключения нагревателя. Во время установки сравнение температур не прекращается, поэтому нагреватели в это время желательно отключить. Поскольку установленные значения запоминаются в энергонезависимой памяти, то нагреватели можно подключить при выключенном напряжении.

При индикации и установке температур для 100 в разряде десятков будет индикация двоеточия (:), для 110 -- точка с запятой (;), для 120 -- обратная стрелка (<).

Технические характеристики используемых оптронов MOC3043 представлены в таблице 2.3.2

Характеристики

Температура хранения-55 +150C

Рабочая температура-40 +100C

ВХОДНОЙ ДИОД:

-Прямой ток 50mA

-Обратное напряжение 6V

-Рассеяние мощности 120 мВт

ВЫХОДНОЙ ФОТО ДВУСТОРОННИЙ ТИРИСТОРНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ:

-Негосударственное выходное напряжение терминала 400V

-Прямой ток (Пик) 1A

-Рассеяние мощности 150 мВт

РАССЕЯНИЕ МОЩНОСТИ:

-Рассеяние Суммарной мощности 250 мВт

Таблица 2.3.2 - Технические характеристики оптронов MOC3043

Технические характеристики используемого ЖКИ DV-16100-S2FBLY-H/R22 представлены в таблице 2.3.3

Характеристики

Значение

Количество Символов

16 ґ 1

Точка размеры(мм)

0.55 0.75ґ

Точка расстояние(мм)

0.08

Высота Символов(мм)

3.07ґ 6.56

Размеры модуля (Горизонтальная ґ

Вертикальная ґ Толщина, мм)

80.0ґ 36.0ґ 14.5max

Область просмотра (По горизонтали ґ

Вертикаль, мм)

65.0ґ 14.0

Активная область (Горизонтальная ґ Вертикальная, мм)

59.62ґ 6.56

Таблица 2.3.3 - Технические характеристики ЖКИ DV-16100-S2FBLY-H/R22

Технические характеристики используемых микроконтроллерных термометрических датчиков представлены в таблице 2.3.4

Параметры

Характеристики

Примечание

Интерфейс

1-wire

требует только одного вывода порта для связи

Питание

-от 3.0 до 5.5 В

Может получать питание от линии данных.

Измерение температуры от

-55 C до° +125°C (-67°F до +257°F)

Точность

±0.5°С от -10°C до +85 C°

Разрешающая способность

9-бит

Время преобразования

750 мс

Каждое устройство имеет уникальный 64-битный серийный код который хранится в бортовой ROM

Делись добром ;)