Проектирование позиционера на микроконтроллере

Порт P3 микроконтроллера должен использоваться как шина данных. Через него будет происходить вывод изображения на два семисегментных индикатора (DD1 и DD2), ввод с клавиатуры, а так же вывод сигнала управления двигателем поворота антенны. Микросхема D4 (К555ТМ2) должна исполнять роль двухразрядного параллельного регистра для хранения сигнала управления двигателем антенны.

Дешифратор D3 (К555ИД4) будет служить для выбора либо одного из разрядов индикатора, либо клавиатуры, либо регистра управления двигателем. Транзисторы VT4, VT5 это ключи. Они будут применяться для повышения яркости свечения индикаторов DD1 и DD2.

На микросхеме D4 необходимо собрать регистр управления двигателем. При помощи ключей VT2, VT3 он будет включать либо реле K1 либо реле K2, что приводит к включению двигателя поворота антенны. При включении K1 двигатель должен поворачивается на восток, при включении K2 – на запад.   Включение двух реле сразу программно не предусмотрено. Но если это случайно произойдет, то ничего страшного не случится. Схема будет сделана таким образом, что двигатель просто обесточится. Оптопара AT1 (АОТ123) должна служить для передачи сигнала от геркона – датчика поворота антенны и электрической развязки силовых цепей антенны и цепей управления. Этой же цели будет служить применение электромагнитных реле для управления двигателем. С выхода оптрона сигналы поступят на вход P1.4 микроконтроллера. Фотоприемник D5 необходим для приема и усиления инфракрасных сигналов с пульта дистанционного управления. С выхода фотоприемника сигналы будут поступать на вход P1.5 микроконтроллера. Выпрямительный мост VDA1 совместно с конденсаторами C1, C2 целесообразно применить в схеме для получения нестабилизированного напряжения +12В для питания цепей управления позиционера. Выпрямительный мост VDA2 будет служить для получения, не сглаженного постоянного напряжения для питания силовых цепей позиционера. Фильтр R4, C8 нужен для получения, не пульсирующего напряжения для питания входных цепей оптопары.

Микросхема D2 необходима в схеме, так как это электрически стираемая ПЗУ. Оно будет служить для хранения информации о всех настройках позиционера (в основном углов поворота антенны) при пропадании напряжения питания. В этом же ПЗУ должна храниться информация о текущем положении антенны. Эта информация будет записываться туда непрерывно в процессе поворота антенны. Поэтому при пропадании питания в процессе поворота контроллер не «забывает» текущее положение и после включения питания продолжает отработку команды.

Диоды VD1 ÷ VD7 необходимы  для развязки контактов клавиатуры. На элементах R1 и C3 целесообразно собрать цепь начального сброса микроконтроллера. На транзисторе VT1 должен быть собран инвертор сигнала сброса для регистра управления мотором. Стабилизатор DA1 (КРЕН5) необходимо применить для получения стабилизированного напряжения питания +5В для всех цифровых микросхем.

В процессе работы устройства по прерыванию от внутреннего таймера микроконтроллера  должен происходить цикл динамической индикации с частотой около 50 Герц, состоящий из двух полуциклов. В первом полуцикле короткое мгновение должно происходить считывание состояния клавиатуры, а затем вывод и удержание до конца полуцикла изображения на первом индикаторе (DD1). Во втором полуцикле в первый момент  должен произойти вывод сигнала управления двигателем, который запоминается в регистре управления двигателем, А затем – вывод и удержание до конца полуцикла изображения на второй индикатор (DD2).

Второй встроенный таймер микроконтроллера  должен осуществить  запуск прерывания, которое служит для опроса сигнала от ДУ. Система  управления поворотом спутниковой  антенны (далее позиционер антенны или просто позиционер) предназначена для ручного и автоматического управления положением спутниковой антенны. Для запоминания до 100 угловых позиций спутниковой антенны и автоматической установки антенны в любую из запомненных позиций.

 

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

 

В курсовом проекте были рассмотрены роли микропроцессорных  систем в повседневной жизни человека. А так же были рассмотрены сферы  использования спутниковых систем и необходимость в использовании такого прибора как позиционер для спутниковой антенны.

В ходе работы было выяснено, что позиционер для спутниковой антенны может использоваться не только в быту, но и на военных объектах для более удобного наведения на интересующий пользователя спутник, как для приема информации, так и для её отсылки в другие точки Земли.

В курсовом проекте была задача спроектировать электронное устройство управляющее поворотом антенны на микроконтроллере. Перед проектированием устройства было произведено сравнение основных параметров работы аналогов с проектируемым устройством. Так же было произведено ознакомление с фирмами – лидерами в производстве микроконтроллеров, такими как Dallas Semiconductor, STMicroelectronics и Atmel. В результате решено разработать принципиальную схему устройства на микроконтроллере AT89C2051 фирмы Atmel.

В ходе работы была составлена блок – схема работы устройства, а так же структурная схема, для более удобной разработки принципиальной схемы устройства и понятия его работы.

Результатом работы является принципиальная схема спутникового позиционера на микроконтроллере с подключением к нагрузке. При разработке схемы были применены стандартные решения. Они позволили упростить схему прибора, а так же сделали его наиболее удобным при эксплуатации. Создание структурной схемы и алгоритма работы устройства было самым сложным заданием в проектировании курсового проекта.

Дальнейший этап проектирования устройства позиционера для спутниковой антенны – является создание печатной платы и конструкции устройства. А так же необходимо разработать программное обеспечение устройства.

Можно считать, что цель курсового проекта по созданию позиционера для спутниковой антенны достигнута, и прибор без труда можно внедрить в массовое производство.

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Организация ЭВМ. Учебное пособие/ К. Хамахер, З. Вранешич, С. Заки. – СПБ.: Питер; Киев: Издательская группа BHV, 2003 – 848 с.

2. Микропроцессоры и микропроцессорные системы комплекты интегральных микросхем: справочник. В 2 т. / В. -Б. Б. Абрайтис, Н. Н. Аверьянов, А. И. Белоус и др.; под ред. В.А. Шахнова. – М.: Радио и связь, 1988. – Т.2. – 368 с.

3. П. Хоровиц, У. Хилл. Искусство схемотехники: справочник – 3-е издание, стереотипное. Перевод с английского М. В. Гальперина – Москва издательство «Мир». 1986 г. – 593 – Том 1,2.

4. Анисимов Н. В. Микропроцессоры и микропроцессорные системы: справочник – 7-е издание, переработанное – Киев: Техника, 1998. – 400 с.

5. Кузин А. В., Жаворонков  М. А. Микропроцессорная техника  – 2004 – 416 с. – Том 1,2.

6. Щелкунов Н. Н., Дианов А. П. Микропроцессорные средства и системы. – М.: Радио и связь 1989. – 288 с.

7. Самофалов К. Г.  И др. Микропроцессоры / Кузняк. – К.: Техника, 1986. – 278 с.

8. Алексенко А. Г., Галицын  А. А., Иванников А. Д. Проектирование  радиоэлектронной аппаратуры на микропроцессорах. – М.: Радио и связь, 1983. – 272 с.

9.Белов А. В. Самоучитель  по микропроцессорной технике.  – СПб.: Наука и Техника, 2003. –  224с.:ил.

. http://electronika-dom.ru

. http://kazus.ru

. http://kakavr.narod.ru

. http://www.symmetron.ru/suppliers/atmel/index.shtml