Разработка высокоэффективного устройства управления БАК в виде электрических структурной и принципиальной схем на основе современных ми

Содержание

Введение        4

1 Анализ функций устройства управления        5

1.1        Абонентский комплект        5

2        Блок абонентских комплектов        8

3        Исходное описание устройства управления БАК        12

4        Этап схемотехнического проектирования        13

5  Схемотехнические решения реализации функций управления        14

5.1 Управление режимами работы абонентских комплектов        14

5.2 Управление индикацией        16

5.3 Датчик батарейного питания        18

5.4        Интерфейс RS–485        20

6        Алгоритм и программа определения собственного адреса БАК со стробирующим сигналом длительностью 20 мксек        24

Заключение        33

Список используемой литературы        34

Приложение 1        35

Приложение 2        37

Приложение 3        38

Приложение 4        39

Приложение 5        41

Приложение 6        42

Введение

Микросхема, предназначенная для управления электронными устройствами, называется микроконтроллером. Как правило, он сочетает на одном кристалле функции процессора и периферийных устройств, содержит ОЗУ и ПЗУ. Микроконтроллеры производят компании Intel, Microchip, Atmel, Motorola, Hitachi, Philips, Texas Instruments, Infineon Technologies и многие другие. В зависимости от разрядности арифметико-логического устройства, микроконтроллеры делятся на 4-, 8-, 16-, 32- и 64-разрядные.

В настоящее время микроконтроллеры входят в состав большинства существующих электронных устройств. Они применяются в системах управления двигателями, бытовой технике, медицинских приборах, электроинструментах, игрушках и т.п.

В зависимости от предназначения микроконтроллеры можно разделить на простейшие, встраиваемые и универсальные. Простейшие микроконтроллеры используются в тех случаях, когда не требуется высокая производительность, но важна низкая стоимость. Встраиваемые в приборы и аппаратуру микроконтроллеры запрограммированы на реализацию узкоспециализированных задач. Универсальные микроконтроллеры ориентированы на решение многочисленных задач в системах управления, регулирования и контроля.

Целью курсового проектирования является разработка высокоэффективного устройства управления БАК в виде электрических структурной и принципиальной схем на основе современных микроконтроллеров.

Устройство должно содержать минимальное количество электронных компонентов, что обеспечивает низкое электропотребление, малые весогабаритные характеристики и высокую надежность.

1 Анализ функций устройства управления

1. Абонентский комплект 

На рисунке 1 представлена функциональная схема абонентского комплекта БАК. Абонентский комплект обеспечивает стандартный комплект функций, необходимый для технического взаимодействия между абонентской коммутационной станцией и оконечным абонентским телефонным устройством.

 [pic 1]

Рисунок 1 – Функциональная схема абонентского комплекта

Абонентский комплект реализует следующие функции:

• дистанционное питание абонентской линии постоянным током, обеспечиваемое источником постоянного напряжения -60 В, находящимся на коммутационной станции (Battery);
• защита технических средств от опасных напряжений – высоковольтных линий электропередач молний, помех от электрифицированных железных дорог, локомотивов (Overload protection);
• посылка вызывного сигнала в абонентское телефонное устройство (Ringing); обеспечивается включением реле P1;
• кодирование (декодирование) речевого аналогового сигнала в ИКМ- формат (Coding), осуществляемое кофидеком;
• преобразование двухпроводной схемы двунаправленной передачи сигналов в четырехпроводную (Hibrid), осуществляемое дифференциальной системой;
• обеспечение доступа тестовой шины (TLA и TLB) к абонентской линии и абонентскому комплекту для проведения тестирования (Тesting), осуществляемое включением соответственно реле Р3 и Р0.

Комплект состоит из моста питания абонентской линии, дифсистемы, разделительного трансформатора, датчика шлейфа, блока реле, кофидека и узла защиты от перенапряжения.

Двухпроводные абонентские линии (АЛ) подключаются к БАК через разъем и поступают на схему защиты от перенапряжения в АЛ.

Питание абонентского шлейфа осуществляется от напряжения станционной батареи -60V через мост питания (МП), состоящий из  источника тока в проводе «a» и приемника тока в проводе «в» АЛ. К приемнику тока подключен датчик шлейфа, который реагирует на появление тока в проводе «в» АЛ при замыкании шлейфа.