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

Модуль шестнадцатиразрядного двоичного реверсивного счетчика с параллельно-последовательным переносом, с предустановкой и выводом информации по два разряда, начиная с младшего
В настоящее время происходит компьютеризация практически во всех областях науки, техники, производства…Предпочтение отдается цифровым технологиям, которые считаются более продвинутыми и ...

Проект волоконно-оптической линии передачи (ВОЛП)
Последнее десятилетие ХХ века характеризуется чрезвычайно быстрым развитием различных, в особенности кабельных, систем и компьютерных технологий, синтез которых положил начало созданию ...

Проектирование модуля управления трехфазным асинхронным двигателем
В настоящее время создано множество схем управления двигателями переменного напряжения. При этом делается большой акцент на применение в этих схемах специальных унифицированных микросхем ...