ЧАСТО ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ СХЕМЫ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ.

 

1. СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СВЕТОДИОДАМИ.
1.1. Схема , использующая напряжение на выводе микроконтроллера.

 

            В этой схеме резистор R предназначен для ограничения тока в светодиоде HL до допустимого уровня. При логическом «0» на выводе светодиод не светится, а (при логической «1» на выводе) светодиод светится. В зависимости от программы(записанной в микроконтроллер) возможны различные режимы управления светодиодом : постоянного свечения светодиода, мигающего свечения светодиода .

1.2. Схема с возможностью увеличения тока , когда величины тока с вывода микроконтроллера RA 1 недостаточно для зажигания светодиода HL0. Схема использует в качестве усилителя транзистор VT1 , работающий в ключевом режиме.

 

Величина резистора R1 должна обеспечивать режим насыщения транзистора во включённом состоянии. Резистор R2 задаёт величину тока, необходимую для нормального свечения светодиода.

2. Схема подключения динамика.

 

        Конденсатор C не пропускает постоянный ток в динамик ,но пропускает переменный сигнал. Частота переменного сигнала выбирается в диапазоне частот слышимых человеческим ухом. Под управлением программы микроконтроллер генерирует на выводе RА1 прямоугольные однополярные импульсы, имеющие амплитуду около 5 В. Звук динамика может быть непрерывным , или прерывистым (зависит от программы). Для мощного громкоговорителя или сирены используется усилитель.

3. Схема подключения реле.

 

      Диод VD1 уменьшает ток с обмотки реле при отключении. На обмотке реле К1 может возникнуть напряжение опасное по уровню для МОП – структуры вывода RА1. При логической «1» ( около 5 В) реле срабатывает, замыкая контакт К1. Реле находится в сработанном состоянии, пока микроконтроллер не установит на выводе RА1 напряжение около «0» логический «0». Рабочий ток обмотки реле должен быть допустимым для вывода RА1. Если требуется для реле больший ток ,то применяется транзисторный ключ между микроконтроллером и реле. Если нужно управлять группой реле ,то часто для управления используют такую схему :

       В схеме используется интегральный усилитель ULN 2803.

4. Схема управления нагрузкой в цепи постоянного тока.

 

           Оптопары DD1 и DD2 гальванически развязывают микроконтроллер и цепь питания нагрузки. Управление нагрузкой в цепи постоянного тока осуществляет тиристор. Открываются тиристор с помощью управляющего электрода. С вывода микроконтроллера RB1 производится открытие тиристора VT1, а с RB2 — закрытие. Последовательность действий на выводах микроконтроллера (выше приведенной схемы) для управления нагрузкой:

 

             Импульс на выводе RB1 в момент времени t1 открывает тиристор VT1 и в нагрузке появляется ток IH (лампа L светится). Импульс на выводе RB2 через оптопару DD2 открывает транзистор VT2 (шунтируя тиристор). Тиристор закрывается и после закрытия транзистора VT2 в момент t2 , в нагрузке ток становится равным нулю. Стабилитрон VD ограничивает напряжение на оптопарах до допустимого уровня, а цепочка R7–C уменьшает крутизну изменения напряжения на тиристоре ( предотвращая ложное открытие тиристора).

5. Схема управления нагрузкой в цепи переменного тока.

Для управления нагрузкой при переменном токе используются симисторы.

 

           Импульс на выводе микроконтроллера RB1 открывает симистор оптопары DD, который открывает симистор VT. Если на выводе RB1 будет постоянное напряжение близкое к 5 В (логическая 1) , то симисторы будут открываться в начале каждой половины напряжения сети. При наличии на выходе RB1 коротких импульсов их надо синхронизировать с напряжением сети (особенность работы тиристоров) в сети переменного тока.

6. Схема управления цифровым 7– сегментным индикатором.

 

            На схеме семь одиночных светодиодов (7-сегментного индикатора) катодами подключены к минусу источника питания .Это схема с общим катодом. Используется семь выводов микроконтроллера (RB1-RB7) для управления каждым сегментом индикатора. Программа микроконтроллера отправляет код цифры в порт.

     Индикатор можно использовать и для отображения некоторых букв : d,b,c,o,P,C,E формируя для этого нужные коды.

7. Схема управляющая АЦП (аналого-цифровым преобразователем).

                 Напряжение имеют аналоговую форму (0-5 В), которое нужно преобразовать в цифровой код. Показана схема управления АЦП типа ADC0831 с последовательным интерфейсом.

 

                   Измеряемая величина, поступает на вход V in . С последовательного выхода передается цифровой код измеренной величины. Управляется АЦП по трем линиям:

CLK – передача тактовых импульсов от микроконтроллера к АЦП;
DO – передача цифрового значения измеряемой величины (цифровой код с выхода DO передаётся в микроконтроллер, начиная со старшего разряда.)
cs – разрешить АЦП работать (выбор кристалла).

             Масштаб преобразований зависит от величины опорного напряжения Vref . Выходной код АЦП (ADC 0831) равен (0- 255) , для измеряемой величины в этот код будет 255.

8. Схема управляющая шаговым двигателем.

                                Наиболее распространены униполярные двигатели с четырьмя обмотками на статоре (к обмоткам прикладывается напряжение одной полярности). Для проворачивания ротора на обмотки двигателя подаётся последовательность упорядоченных импульсов. Ротор вращается не непрерывно, а скачками на единицу углового перемещения. Применяется микросхема ULN 2003.

                    Последовательность импульсов (подаваемая на обмотки) согласно таблице ( от шага 1 к шагу 4) — вращение в одну сторону.  Если подавать импульсы (от шага 4 к шагу 1), то будет вращение в противоположную сторону.

9. Схема управляющая жидко- кристаллическим индикатором (ЖКИ).

 

                Жидко – кристаллический индикатор (ЖКИ) имеет встроенный контроллер и генератор символов. ЖКИ находится в режиме записи (R/W=0). Вывод V0 используется для управления контрастностью отображения на экране. При V0=0 контрастность максимальна. Микроконтроллер ,через RS ввод ЖКИ, сообщает какую информацию он передаёт (коды символов или коды команд). На вход E микроконтроллер подаёт разрешение ЖКИ — работать. Коды команд и символов передаются по 4 –м линиям на входы ЖКИ (DB4-DB7). Вначале производится инициализации . Затем производится переход из 8 –битового режима в 4 –битовый режим. После этого подаётся разрешающий сигнал на вход E.

10. Схема управления термодатчиком для контроля температуры.

                  Используется однопроводной интерфейс (1 –Wire Bus) для передачи данных (по одной линии). Датчик измеряет температуру от -55 до 125. Информация о температуре выдаётся 9 –битовым кодом. Принцип работы термодатчика основан на сравнении частот двух внутренних генераторов. Один генератор выдаёт постоянную частоту независимо от температуры, а частота второго генератора изменяется в зависимости от температуры корпуса термодатчика. Для управления датчиком используется команды (определения числа и типов термодатчиков, генерация в линию идентификационного номера, подтверждение выбора определенного датчика, начало преобразования температуры, запись результата, питание от линии). Передача данных по однопроводной линии выполняется паузами различной длительности. Если пауза до 15 мкс, то это логическая «1», а если пауза длиннее 15 мкс, но меньше 60 мкс, то это логический «0». Обнуление линии осуществляется паузой в 480-960 мкс.

 

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

code