Разработка принципиальной схемы

Выбор микроконтроллера.

Для реализации устройства был выбран микроконтроллер ATmega

64

фирмы Atmel

[2]. Основными факторами при выборе контроллера являлись: стоимость, достаточное количество линий ввода-вывода, наличие встроенных модулей UART и SPI, наличие бесплатной интегрированной среды разработки и отладки программ Code Vision AVR.

рис. 7

Ниже приведены основные характеристики микроконтроллера ATmega

64 [7]:

· Высокоскоростная RISC архитектура

· 130 инструкций

· Все инструкции выполняются за один цикл, кроме команд переходов, выполняемых за два цикла

· Тактовая частота до 16 МГц, период до 62.5 нс.

· До 64кбайт FLASH памяти программ.

До 4кбайт памяти данных ОЗУ.

До 2кбайт EEPROM памяти данных.

· Система прерываний (14 источников), 8 - ми уровневый аппаратный стек.

· Прямой, косвенный и относительный режимы адресации.

· Высокоскоростная, энергосберегающая CMOS FLASH/EEPROM технология.

· Программирование в готовом устройстве (используются два вывода микроконтроллера)

· Широкий диапазон напряжений питания от 2.7 В до 5.5 В

· Повышенная нагрузочная способность портов ввода/вывода (25 мА).

· Малое энергопотребление:

< 0,6 мА 4,0 В, 4 МГц.

< 1 мкА в режиме энергосбережения.

независимых счётных выходов необходимые для управления шестью силовыми ключами.

Для обеспечения устойчивой работы микроконтроллера в качестве частотозадающего элемента тактового генератора был применен кварцевый резонатор с резонансной частотой 10 МГц, подключенный к выводам XTAL1 и XTAL2. Конденсаторы C15 и C16 используются для устойчивого запуска внутреннего генератора. Конденсаторы С17, С18 и резистор R23 используются для коррекции аналоговой части микроконтроллера. Применены шесть управляющих кнопок с самовозвратом. Резисторы R17-R22 используются для ограничения тока.

Согласование выходной шины микроконтроллера с инвертором.

Для сопряжения микроконтроллера ATmega64 со входными цепями инвертора используется буферный усилитель UCC 37324, имеющий следующие характеристики:

Использование биполярных и полевых транзисторах на выходе.

Сопряжение с ТТЛ и КМОП логикой на входе независимо от источника напряжения.

Напряжение питания 4 - 15В

ток потребления 0,3 мА

выходы могут быть объединены для увеличения нагрузочной способности.

Структурная схема UCC 37324:

рис. 8

Развязывающий трансформатор.

Развязывающий трансформатор используется для разделения сигналов управления верхним и нижним ключом. Сигнал, приходящий с микроконтроллера имеет форму показанную на рис.9

рис. 9

После прохождения его через буферный усилитель и развязывающий трансформатор сигналы управления ключами имеют вид показанный на рис. 10:

рис. 10

Для подключения нижнего плеча необходимо изменить фазировку выходной обмотки на противоположную по отношению к верхнему плечу. Для управления оставшимися двумя ключами нужен дополнительный буферный усилитель и развязывающий трансформатор. На дополнительную цепь подаётся тот же сигнал с микроконтроллера, как и рассмотренный ранее. Для управления ключевым мостом необходимо правильное подключение транзисторных ключей к развязывающим трансформаторам. Необходимо соблюсти режим работы, при котором возможно одновременное отпирание транзисторов находящихся в диагонали ключевого моста. Этого можно достичь правильным включением вторичных обмоток развязывающего трансформатора.

Читайте также

Разработка конструкции и технологического процесса изготовления диффузионного резистора
Разработать конструкцию и выбрать технологический процесс изготовления диффузионного резистора в составе ИМС. Программа выпуска - 50000 шт. в год. Выпуск ежемесячный. Параметры ...

Поверка электронного вольтметра В7-26 по напряжению постоянного тока
Считается, что первый вольтметр изобрел М. Фарадей, причем в 1830 году, ещё за год до того, как он же открыл явление электромагнитной индукции, на котором основано действие целого класса ...

Организация сети местной телефонной связи
Для планирования работы транспорта, оперативного управления перевозочным процессом и предупреждения потерь создают системы передачи информационных потоков, основное требование к которым ...