Проектирование микропроцессорной системы управления

Чертеж в рамке VIC Brick.cdw

ОГУ 13.04.02. 4016. 166 О
Блок внутрисхемного програмирования
Электромеханическое реле 5.А
Твердотельное реле 1А
Аналоговый вход -10В 0В +10В
Аналоговый вход 0-5 мА
Аналоговый вход 0 В +10В
Стабилизатор питания 3

Проектирование микропроцессорной системы управления.docx

Министерство образования и науки Российской Федерации
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Электроэнергетический факультет
Кафедра автоматизированного электропривода и электромеханики
по расчётно-графической части
по микропроцессорной технике в исследованиях и управлениях энергетических комплексов
Проектирование микропроцессорной системы управления
ОГУ 13.04.02. 4016. 166 О
канд. техн. наук доцент
студент группы15ЭЭ(м)АЭСК
Содержание и объем расчетно-графического задания
Цель и задание расчетно-графической работы
Исходные данные к расчету
Архитектура микроконтроллера
Подключение внешних устройств к выводам микроконтроллера
Расчет максимальной потребляемой мощности устройства управления питания +5В
Построение желаемой ЛАЧХ и определение ЛАЧХ последовательного корректирующего устройства
Расчет передаточной функции регулятора в «p» и «z» области разностное уравнение и переходная характеристика.
Список используемых источников
Микропроцессор - центральное устройство (или комплекс устройств) ЭВМ (или вычислительной системы) которое выполняет арифметические и логические операции заданные программой преобразования информации управляет вычислительным процессом и координирует работу устройств системы (запоминающих сортировальных ввода — вывода подготовки данных и др.). В вычислительной системе может быть несколько параллельно работающих процессоров; такие системы называют многопроцессорными. Наличие нескольких процессоров ускоряет выполнение одной большой или нескольких (в том числе взаимосвязанных) программ. Основными характеристиками микропроцессора являются быстродействие и разрядность. Быстродействие - это число выполняемых операций в секунду. Разрядность характеризует объём информации который микропроцессор обрабатывает за одну операцию: 8-разрядный процессор за одну операцию обрабатывает 8 бит информации 32-разрядный - 32 бита 64-разрядный – 64 бита. Скорость работы микропроцессора во многом определяет быстродействие компьютера. Он выполняет всю обработку данных поступающих в компьютер и хранящихся в его памяти под управлением программы также хранящейся в памяти.
Микроконтроллеры являются сердцем многих современных устройств и приборов в том числе и бытовых. Самой главной особенностью микроконтроллеров с точки зрения конструктора-проектировщика является то что с их помощью легче и зачастую гораздо дешевле реализовать различные схемы.
Прежде чем говорить о микроконтроллерах давайте выясним почему он играет такую большую роль в современном Мире. Научно-технический прогресс неутомимо идет вперед в результате не только в промышленной но и в бытовой технике все шире используется встроенные компьютерные системы на основе микроконтроллера. Оно широко применяется в персональных компьютерах и их периферийных устройствах стиральных машинах музыкальных центрах и т.д. Средний импортный автомобиль имеет порядка 15 микроконтроллеров управляющих различными системами автомобиля. [1]
Разработать таблицу подключения внешних устройств к вводам микроконтроллера. Подобрать микроконтроллер по соответствующему количеству выводов и необходимым функциям.
Разработать схему электрическую принципиальную устройства с микропроцессорным управлением согласно техническому заданию. Предусмотреть разъемы для подсоединения входов выходов интерфейсов и источника питания. Предусмотреть разъем для внутрисхемного прогрмаммирования микроконтроллера.
Рассчитать параметры пассивных элементов для схемы входов выходов и индикации.
Рассчитать максимальную потребляемую мощность устройства управления по питанию +5В.
Привести внутреннюю структуру выбранного микроконтроллера (описание). Привести основные технические параметры.
Рассчитать передаточную функцию регулятора в «р» и «z» области разностное уравнение и переходную характеристику.
Работа должна быть оформлена по СТО.
Таблица 1- Исходные данные к РГР
Кирпичников Виктор Владимирович
Продолжение таблицы 1
Значение кодов варианта:
Тип микроконтроллера – PIC24
Тип аналогово входа:
Тип цифрового входа:
Тип цифрового выхода:
твердотельное реле 1А 220В (3шт)
электромеханическое реле 5А 220В
Тип индикации – 2 светодиода
Тип цифрового регулятора – два интегральных регулятора
Архитектура микроконтроллера. Основные технические параметры. Внутренняя структура микроконтроллера.
1 Основные технические характеристики микроконтроллера представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Основные характеристики
Память программ (байт)
Память программ (команд)
Память данных (байт)
EEPROM память данных (байт)
Источников прерываний
Последовательные интерфейсы
MSSP адресуемый USART
Параллельные интерфейсы
Модуль 12-разрядного АЦП
POR BOR команда RESET переполнение стека исчерпание стека (PWRT OST )
Программируемый детектор пониженного напряжения
Программируемый сброс по снижению напряжения питания (BOR)
Команд микроконтроллера
PIC24FJ128GB204 16-ти разрядный микроконтроллер имеет встроенное аппаратное шифрование генератор случайных чисел до 128 KB flash и 8 KB RAM памяти в небольших корпусах с 44 выводами. Полнофункциональная аппаратная криптозащита поддерживает AES DES и 3DES стандарты. Графическое обозначение микроконтроллера приведено на рисунке 1.
Рисунок 1.1 – Условное графическое изображение PIC24FJ128GB204
Все устройства семейства PIC24F имеют один и тот же набор базовых периферийных модулей и отличаются объемом флэш-памяти. Структурная схема микроконтроллеров семейства PIC24F показана на рисунке 2.
2 Внутренняя структура микроконтроллера и её описание
Структурная схема микроконтроллера представлена на рисунке 2.2.
Рисунок 1.2 – Структурная схема PIC24FJ128GB20
3Описание структурной схемы
Тактовый генератор. Тактовый генератор PIC24 может работать в восьми режимах. Пользователь может выбрать один из восьми режимов тактового генератора в битах конфигурации микроконтроллера (FOSC2 FOSC1 и FOSC0):
LP – низкочастотный кварцевый резонатор (малое энергопотребление)
XT – кварцевыйкерамический резонатор
HS – высокочастотный кварцевыйкерамический резонатор
HS+PLL – высокочастотный резонатор с включенным PLL модулем
RC – внешний резисторконденсатор
RCIO – внешний резисторконденсатор с включенным каналом порта вводавывода
EC – внешний тактовый сигнал
ECIO – внешний тактовый сигнал с включенным каналом порта вводавывода
RC генератор. В приложениях не требующих высокостабильной тактовой частоты возможно использовать RC и RCIO режим тактового генератора что уменьшает общую стоимость устройства. Частота RC генератора зависит от напряжения питания сопротивления резистора (REXT) емкости конденсатора (CEXT) и температуры. Дополнительно тактовая частота микроконтроллера будет варьироваться в небольших приделах из-за технологического разброса параметров Различные паразитные емкости также будут влиять на частоту тактового генератора особенно при малой емкости CEXT. Необходимо учитывать технологический разброс параметров внешних компонентов REXT CEXT.
В RC режиме тактового генератора на выводе OSC2 присутствует тактовый сигнал с частотой FOSC4. Этот сигнал может использоваться для синхронизации другой логики устройства.
В RCIO режиме тактовый генератор работает также как и в RC режиме но вывод OSC2 используется в качестве дополнительного канала вводавывода RA6 управляемый битом 6 в регистре PORTA. RC режим тактового генератора представлен на рисунке 1.3.
Рисунок 1.3 - RC режим тактового генератора
HSPLL. Микроконтроллеры PIC24F содержат особенность которая позволяет переключать источник тактового сигнала от основного к дополнительному источнику с более низкой частотой. Для PIC24F дополнительным источником тактового сигнала является генератор таймера TMR1. Если низкочастотный резонатор (например 32кГЦ) был подключен к выводам генератора TMR1 то микроконтроллер может перейти в режим работы с малым энергопотреблением. На рисунке 2-7 показана структурная схема источника тактового сигнала. Разрешение переключения тактового генератора устанавливается в битах конфигурации (-OSCSEN=0 регистр 1H) при программировании микроконтроллера. Переключение тактового сигнала заблокировано в «чистом» микроконтроллере. Блок схема источника тактового сигнала представлена на рисунке 4.
Рисунок 1.4 - Блок схема источника тактового сигнала
Таймер по включению питания PWRT. Он обеспечивает фиксированную задержку по сигналу схемы POR. Таймер включения питания работает от отдельного внутреннего RC генератора и удерживает микроконтроллер в состоянии сброса по активному сигналу от PWRT. Задержка PWRT позволяет достигнуть напряжению питания VDD номинального значения. Включение схемы PWRT осуществляется соответствующей настройкой бита конфигурации PWRT.
Время задержки PWRT варьируется в каждом микроконтроллере зависит от напряжения питания и температуры.
Таймер запуска генератора OST. Он обеспечивает задержку в 1024 такта генератора (OSC1) после окончания задержки от таймера PWRT (если он включен). Это гарантирует что частота кварцевогокерамическогорезонатора стабилизировалась. Задержка OST только в режимах HS XT и LP тактового генератора после сброса POR или выхода микроконтроллера из режима SLEEP.
Таймер запуска PLL. С включенным режимом PLL (HSPLL) последовательность задержек старта программы после сброса POR несколько иная: счет таймера PWRT после сброса счет таймера запуска генератора. Этих задержек недостаточно для нормального запуска схемы PLL поэтому на базе таймера PWRT выполняется дополнительная задержка длительностью TPLL = 2мс (типовое значение) выполняемая после окончания задержки OST.
On-Chip Voltage Regulator. Все PIC24F устройства приводят основную цифровую логику в действие при номинальных 25 В. Это может создать конфликт для проектов которые требуют работы в более высоком типичном напряжении таком как 33 В. Чтобы упростить системное проектирование все устройства в PIC24F включают регулятор на чипе который позволяет устройству управлять своей основной логикой из Vdd.
BOR: Brown –out reset. Битом BODEN в слове конфигурации можно включить (BODEN=0) или выключить (BODEN=1) детектор снижения напряжения питания. Если напряжение питания VDD снижается ниже параметра D005 на время больше или равное TBOR то произойдет сброс по снижению напряжения питания. Микроконтроллер останется в состоянии сброса пока напряжение питания VDD не станет выше BVDD. После нормализации напряжения питания микроконтроллер находится в состоянии сброса в течение задержки PWRT если она включена. Если напряжение VDD стало ниже BVDD во время счета таймера PWRT то микроконтроллер возвратится в состояние сброса по снижению напряжения питания. Каждый переход напряжения питания VDD через уровень BVDD инициализирует PWRT создавая дополнительную задержку.
Регистры PCLPCH PCU PCLATH и PCLATU. 21-разрядный счетчик команд PC указывает адрес выполняемой команды в памяти программ. Младший счетчик команд PCL доступен для записи и чтения. Старший байт PCH содержит биты PC15:8> и не доступен для записи и чтения. Обновление значение регистра PCH может быть выполнено через регистр PCLATH. Верхний байт PCU содержит биты PC20:16> и не доступен для записи и чтения. Обновление значение регистра PCU может быть выполнено через регистр PCLATU.
Регистр счетчика команд PC адресует байты в памяти программ. Чтобы предотвратить смещение счетчика команд на один байт относительно команд микроконтроллера в памяти программ младший бит регистра PCL всегда равен 0’. Для адресации команд в памяти программ к счетчику команд всегда прибавляется число 2.
Команды CALL RCALL GOTO и команды возврата вызывают непосредственную запись в счетчик команд (значение регистров PCLATH PCLATU не передается в счетчик команд).
Содержимое регистров PCLATH PCLATU передается в счетчик команд при выполнении команды выполняющей запись в регистр PCL. Значение регистров PCH PCU соответственно помещается в регистры PCLATH PCLATU при выполнении чтения регистра PCL что может быть полезно при вычислении смещений счетчика команд PC.
Косвенная адресация регистры INDF и FSR. Косвенная адресация – режим адресации памяти данных когда адрес регистра не включается в код команды. Регистр FSR используется как указатель ячейки в памяти программ которая должна быть прочитана или в которую должно быть записано новое значение. Указатель размещается в памяти данных поэтому может быть изменен программным способом. Этот метод адресации может быть полезен для операций с таблицами размещенными в памяти данных.
Косвенная адресация возможна при использовании одного из регистров INDF. Любая команда использующая регистр INDF фактически обращается к регистру указанному в FSR. Косвенное чтение регистра INDF будет давать результат 00h. Косвенная запись в регистр INDF не вызовет никаких действий. Регистр FSR содержит 12-разрядный адрес ячейки в памяти данных.
Регистр INDFn – не физический регистр. Обращение к регистру INDFn фактически вызовет действие с регистром адрес которого указан в FSRn (принцип косвенной адресации).
EEPROM память данных доступна для записичтения в нормальном режиме работы микроконтроллера во всем диапазоне рабочего напряжения питания VDD. EEPROM память данных не отображается на адресное пространство памяти данных а доступна через регистры специального назначения. Чтение и запись EEPROM памяти выполняется по байтно. В регистре EEDATA сохраняются 8-разрядные данные записичтения а регистр EEADR содержит адрес ячейки EEPROM памяти данных. С помощью 8 - разрядного регистра EEADR можно адресовать 256 байт EEPROM памяти данных (диапазон адресов 00h-FFh).
EEPROM память позволяет выполнить циклы чтения и записи байта данных. При записи байта происходит автоматическое стирание ячейки и запись новых данных (стирание перед записью). Время записи управляется интегрированным таймером и зависит от напряжения питания температуры и технологического разброса параметров кристалла.
Program Memory – 21 –разрядный счетчик команд PC позволяет адресовать 2Мбайта памяти программ. Физически не реализованная память программ читается как «0» (команда NOP) Микроконтроллеры содержат по 32 или 16 кбайт Flash памяти программ. Это означает что микроконтроллеры могут иметь 16к или 8к отдельных команд.
Direct memory access (DMA). DMA - очень эффективный механизм копирования данных между периферийным SFRs и буферами или переменными сохраненными в RAM с минимальным вмешательством центрального процессора. Диспетчер DMA может автоматически скопировать все совокупности данных не требуя чтобы пользовательское программное обеспечение прочитало или написало что происходит периферийный перерыв.
Аппаратное умножение 16×16. АЛУ микроконтроллера содержит модуль аппаратного умножения 16×16. Операция умножения выполняется за один машинный цикл. Результатом является без знаковое 32-разрядное число которое сохраняется в спаренном регистре PRODH PRODL. Умножение не изменяет состояние флагов регистра STATUS.
Использование аппаратного умножения 16×16 дает следующие преимущества: 1) более высокая вычислительная мощность 2) Уменьшение кода программы на алгоритмы умножения. Увеличение вычислительной мощности позволяет использовать микроконтроллеры в приложениях в которых применяются DSP.
PMPEPSP (Parallel Master Port) – Параллельный основной модуль порта который составляет параллельные 8 бит вводавывода. Порт специально предназначен для того что бы общаться с большим разнообразием параллельных устройств таких как коммуникационная периферия LCDs внешние устройства памяти и микроконтроллеры.
Comparator module - Модуль Компаратора обеспечивает ряд двойных входных компараторов. Входы к компаратору могут формироваться чтобы использовать любой из четырех входов(C1IN+ C1IN- C2IN+ C2IN-) а также Справочный вход Напряжения Компаратора(CVref). Comparator voltage. Справочным модулем напряжения управляют через регистр CVRCON. Ссылка напряжения компаратора обеспечивает два диапазона выходного напряжения каждый с 16 отличными уровнями. Диапазон который будет использоваться отобран битом CVRR. Шаги отобранные битами выбора CVref с одним диапазон предлагают более лучшую резолюцию.
Real-Time Clock and Calender (RTCC) – в этом разделе рассматриваются часы реального времени и календарь (RTCC) модуль доступный на dsPIC33F устройствах и его действие. Некоторые особенности этого модуля:
-Время: часы минуты и секунды
-24-часовой формат (военное время)
-Календарь: рабочий день дата месяц и год
-Конфигурируемый будильник
-Диапазон года: 2000 - 2099
-Исправление високосного года
Модуль RTCC предназначен для систем где точное время должно сохраняться в течение длительных периодов времени с вмешательства от центрального процессора. Модуль RTCC оптимизирован для низкого потребления энергии чтобы обеспечить расширенную жизнь батареи следя за ходом времени. Модуль RTCC - 100-летние часы и календарь с автоматическим обнаружением високосного года.
Audio-Digital-to-Analog Converter(DAC1). Модуль DAC - 16-битный конвертер сигнала Сигмы-Дельты разработанный для аудио приложений. У этого модуля есть два канала продукции левый и правый чтобы поддержать заявления стерео. Каждый канал продукции DAC обеспечивает три продукции напряжения положительную продукцию DAC отрицательную продукцию DAC и продукцию напряжения середины для PIC24F устройств.
The Enhanced Controller Area Network (ECAN1). ECAN модуль - последовательный интерфейс полезный для связи с другими модулями ECAN или микроконтроллером. Этот interfaceprotocol был разработан чтобы позволить коммуникации функционировать в условиях шумной окружающей среды. Устройства PIC24F содержат до двух модулей ECAN. модуль ECAN состоит из двигателя протокола и буферизующегоуправляемого сообщения. Двигатель протокола шины обращается со всеми функциями для получения и передачи сообщений на шину ECAN модуля.
Serial Peripheral interface (SPI1 2). SPI модуль - синхронный последовательный интерфейс полезный для связи с другими периферийными устройствами или устройствами микроконтроллера. Эти периферийные устройства могут быть последовательны с EEPROMs сдвиговыми регистрами драйверами аналого-цифровыми конвертерами и т.д. Модуль SPI состоит из регистра с 16 сдвигами разряда SPI*SR (где x=1 или 2) который используется для перемены данных и буферного регистра SPI*BUF. Регистр команд SPI*CON формирует модуль. Кроме того регистр статуса SPI*STAT указывает на условия статуса.
Timer 1. Timer 1- 16-битный таймер который может служить как счетчик времени для часов реального времени или действовать в качестве таймерасчетчика интервала свободного доступа.
У Timer 1 есть следующие характерные особенности:
-Может управляться от низкоэнергетического кристаллического генератора на 32 кГц доступного на устройстве.
-Может управляться в асинхронном встречном режиме от внешнего генератора тактовых импульсов.
Внешний входной (T1CK) часов может произвольно быть синхронизирован к внутренним часам устройства и синхронизирован к часам после предварительного делителя частоты.
Timer 2345. Timer 2 и Timer 4 - таймеры Типа B со следующими определенными особенностями:
- Таймер Типа B может быть связан с таймером Типа C чтобы сформировать 32-битный таймер.
- Внешний вход часов (TxCK) всегда синхронизируется c внутренними часами устройства и синхронизация часов выполняется после предварительного делителя частоты.
Timer 3 и Timer 5 - таймеры Типа C со следующими определенными особенностями:
- Таймер Типа C может быть связан с таймером Типа B чтобы сформировать 32-битный таймер.
- По крайней мере у одного таймера Типа C есть способность вызвать аналого-цифровое преобразование.
Universal asynchronous receiver transmitter(UART). UART - один из серии модулей входавыхода доступный в PIC24F. UART - полная дуплексная асинхронная система которая может общаться с периферийными устройствами такими как персональные компьютеры интерфейсы RS 232 RS 485 LIN 2CAN. Модуль также поддерживает выбор управления потоками аппаратных средств с входами UxCTS и UxRTS и также включает кодирующее устройство IrDA и декодер.
Input capture (IC1278). Модуль IC полезен в операциях когда требуется измерить частоту пульса и период. Микроконтроллеры dsPIC33F поддерживают до четырех каналов IC.
Модуль IC получает 16 битовых значений отобранного индексного регистра времени когда событие происходит в ICx. События которые вызывают событие получения упомянуты ниже в трех категориях:
Простые способы получения Событий.
Таймер получения оценивает каждый способ.
Способы получения событий с помощью делителя частоты
Регистры PORTA PORTB PORTC. PORTA – 7-разрядный порт вводавывода. Все каналы PORTA имеют соответствующие биты направления в регистре TRISA позволяющие настраивать канал как выход или вход. Запись 1 в TRISA переводит соответствующий выходной буфер в 3-е состояние. Запись 0 в регистр TRISA определяет соответсвтующий канал как выход содержимое защелки PORTA передается на вывод микроконтроллера. Чтение регистра PORTA возвращает состояние на выводах порта а запись производится в защелке PORTA.
PORTB – 8- разрядный двунаправленный порт вводавывода. Биты регистра TRISB переводит выходной буфер в 3-е состояние. Запись 0 в регистр TRISB настраивает соответствующий канал как выход содержимое защелки PORTB передается на вывод микроконтроллера.
PORTC – 8- разрядный двунаправленный порт вводавывода. Биты регистра TRISC определяют направление каналов порта. Установка бита в 1 регистра TRISC переводит выходной буфер в 3-е состояние. Запись 0 в регистр TRISС настраивает соответствующий канал как выход содержимое защелки PORTС передается на вывод микроконтроллера.
Подключение внешних устройств к выводам микроконтроллера PIC24F описано в таблице 2.
Таблица 2 - Подключение внешних устройств к выводам микроконтроллера
Подключаемое внешнее устройство
Вход с триггером Шмитта и КМОП уровнями
Вход сброса микроконтроллера или напряжение программирования
Внутрисхемное программирование микроконтроллера
TTL совместимый вход
Цифровой канал порта вводавывода
Напряжение питания для логики ядра и
Продолжение таблицы 2
Общий вывод для логики ядра и портов вводавывода
Напряжение питания для логики ядра и портов вводавывода
Вход для подключения кварцевого резонатора или внешнего тактового сигнала
Выход для подключения кварцевого резонатора в режиме кварцевого резонатора тактового генератора
Выход с триггером Шмитта и КМОП уровнями
Электромеханичес-кое реле 5А 220В
Цифровой выход твердотельное реле 1А 220В
Цифровой выход твердотельное реле 1А 220В
Выход передатчика USART в асинхронном режиме
Вход передатчика USART в асинхронном режиме
Вход тактового сигнала для внутрисхемной отладки и программирования ICSP
Вывод данных для внутрисхемной отладки и программирования ICSP
Расчет параметров пассивных элементов
Аналоговый вход 0-5 мА представлен на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 - Аналоговый вход 0-5 мА
Для аналогового входа 0-5 мА принимаем следующие сопротивления:
R13 =1000 Ом R15=1000 Ом R14=100 Ом R16=51 Ом
Сопротивление R12 определяется по формуле:
где Uвых=33 В- напряжение выхода;
Uвх=0255 В- напряжение входа;
I13=025510-3 А –ток проходящий через сопротивление R13
Схема аналогового входа -10В 0В +10В представлена на рисунке 3.2.
Рисунок 3.2 – Аналоговый вход -10В 0В +10В
Для аналогового входа -10В 0В +10В принимаем следующие сопротивления: R18 =10000 Ом R19=1000 Ом R20=1000 Ом
Сопротивление R17 определяется по формуле(1):
R17=kУ R18=033 10000=3300 Ом
Схема аналогового входа 0 В +10В представлена на рисунке 3.3
Рисунок 3.3 – Аналоговый вход 0 В +10 В
Для аналогового входа 0В +10В принимаем следующие сопротивления: R22=1000 Ом
Схема цифрового входа +5 В представлена на рисунке 3.4
Рисунок 3.4 –Цифровой вход 5 В
Для цифрового входа +5В принимаем следующие сопротивления
R24= R27=750 Ом R28= R25=510
Схема электромеханическое реле 5А220В
Рисунок 3.5-Электромеханическое реле 5А 220В
Ток в катушке IК=741 мА при напряжении 33 В. Транзистор VT1 преобразует ток с коэффициентом m=180 тогда ток который протекает через резистор R5 равен
Схема твердотельного реле 1А 220 В представлена на рисунке 3.6
Рисунок 3.6- Твердотельного реле 5А 220 В
Сопротивления R10 R8 R6 идентичны и определяются по формуле:
где UВЫХ = 5 В - напряжение выхода;
UD= 14 В - напряжение диода.
Сопротивления R11 R9 R7 идентичны и определяются по формуле(9):
Схема индикации представлена на рисунке 3.7
Рисунок 3.7- Схема индикации
Сопротивления R29 R30 идентичны и определяются по формуле:
Расчет потребляемой мощности
Значения потребляемого тока элементами схемы можно узнать из технической документации.
Потребляемая мощность прибора определяется по формуле(11):
где РП - потребляемая мощность отдельного элемента прибора;
UПИТ - напряжение питания отдельного элемента прибора;
IП - ток потребляемый отдельным элементом прибора;
K - количество элементов.
Расчет потребляемой мощности спроектированной системой сбора дан-ных представлен в таблице 4.
Таблица 10 - Расчёт потребляемой мощности системы сбора данных
Наименование элемента
Расчет передаточной функции регулятора в «р» и «z» облас-ти разностное уравнение и переходная характеристика
Таблица-6 Исходные данные цифрового регулятора
Передаточная функция непрерывной части
Передаточная функция регулятора в p области
Выведем передаточную функцию регулятора приведённого в P-области в Z-области:
Для функции Z - образ согласно имеет вид:
Тогда передаточная функция в Z-области W(z) имеет следующий вид:
Разностное уравнение соответствующее W(z) имеет вид:
При подаче на вход САУ ед. ступенчатого воздействия при n=123
Можно произвести вычисления и построить графический вид переходной характеристики:
Рисунок 6 – переходная характеристика ПИД - регулятора
Список использованных источников
Data Sheet PIC24FJ128GB204 High Performanceб Enhanced FLASH Microcontrollers with 10 – Bit AD.
Data Sheet HCPL 3760 Dual channel optocoupleroptoisolator
Data Sheet High-Speed CAN Transceiver
Data Sheet Твердотельные МОП-реле общего назначения AB31S (5П103В)
Data Sheet Series AM1D-Z DC-DC Converter
Data Sheet AD8091 LowCost High Speed Rail-to-Rail Amplifiers.
Data Sheet HC-49U-fn-6BC
Data Sheet K7803-500 Series wide input non-isolated