Выбор элементов функциональной схемы.

Принципиальная схема определяет полный состав элементов устройства и связи между ними. Кроме того, она даёт представление и о работе изделия. Для того, чтобы правильно подключить входы и выходы всех составляющих данного устройств, необходимо иметь представление о структуре каждого элемента. Рассмотрим узлы принципиальной схемы.

А) Микроконтроллер

ИС AT89C4051 представляет собой низковольтный, высокопроизводительный, 8-ми разрядный CMOS микроконтроллер с программируемой и стираемой Flash ПЗУ памятью (REРOM) объемом 4 Кбайт. ИС производится с применением технологии энергонезависимой памяти с высокой плотностью размещения, разработанной корпорацией Atmel, и имеет совместимость со стандартным набором, широко используемых, инструкций стандарта MCS –51. Благодаря объединению универсального, 8-ми разрядного CPU и Flash на одном кристалле, микроконтроллер Atmel AT89C4051 имеет высокую производительность, гибкость в применении, и конкурентоспособную себестоимость для широкого спектра встраиваемых систем управления.

AT89C4051 имеет следующий стандартный набор функций: 4 Кбайт Flash, 128 байт RAM, 15 линий I/O, два 16 – ти разрядных таймера/ счетчика, 5-ти векторную, двухуровневую архитектуру прерываний, полнодуплексный последовательный порт, прецизионный аналоговый компаратор, встроенный генератор и цепи тактового сигнала. Кроме того, AT89C4051 разработан с применением технологии статической логики, обеспечивающей функционирование на частотах, вплоть до 0 Гц и имеет два, программно – выбираемых, режима экономии потребляемой энергии. В режиме ожидания (Idle) происходит остановка CPU, но продолжают функционировать RAM, таймер/ счетчики, последовательный порт, а также, система прерываний. В режиме отключения (Power – down) содержимое RAM сохраняется, но происходит остановка тактового генератора, отключающая все остальные функции, вплоть до поступления следующего сигнала аппаратной инициализации.

Рис 2. Внутренняя структура МК

Рис 3. Выводы микроконтроллера

Данный микроконтроллер подойдет для проектирования данного курсового проекта. Он содержит необходимое число выводов для подключения индикаторов и кнопок управления.

Б) Клавиатура.

В данной курсовой работе применим клавиатуру из тактовых кнопок. Подтяжка кнопок осуществляется внутренними подтягивающими резисторами. При нажатии на кнопку она коммутирует пин порта микроконтроллера на землю, тем самым проверяя состояние необходимых выводов битовыми командами можем осуществить управление клавиатурой.

Рис.4 Схема подключения клавиатуры

Кнопка сброса подключена ко входу RST микроконтроллера и выполняет аппаратный сброс.

В) Динамик.

При использовании транзистора BC547 с током коллектора 0.1 А можно использовать любой маломощный пьезодинамик мощностью до 0,5 Вт. Токоограничительный резистор R11 = 1 кОм.

Рис.5 Схема подключения динамика

Г) Семисегментный индикатор.

Используется BL-D56A-21UPG (общий катод).

Рис.6 Схема подключения индикаторов

Резисторы ограничивают ток светодиодов (Ivd = 0,02 А), создавая падение напряжения на них 3,7 В. Номиналы R2-R8 = 3,7/0,02 = 200 кОм.

Транзисторы VT1 и VT2 коммутируют общие выводы на землю, выбираем КТ603А c током коллектора 0,3 А. R9 и R10 – 1 кОм.