должен поддерживаться высокий уровень сигнала до тех пор, пока уровень на
соответствующей линии DACK не станет низким.
DACK0—DACK3 (сигналы подтверждения запроса ПДП). Эти сигналы с активным низким
уровнем используются для подтверждения приема сигналов запроса ПДП и для
регенерации динамической памяти (DACKO).
Т/С (конец блока данных). По этой линии выдается импульс, когда достигается
конец блока данных, передаваемых по каналу прямого доступа к памяти.
В разработанном устройстве сопряжения используются сигналы D0 – D7, A0 – A9,
AEN, IOR, IOW, RESET.
3.2. Схема буферизации.
В связи с тем, что нагрузочная способность шины ограничена, необходимо
подключать к ней устройства через схемы буферизации. В данном устройстве в
качестве буферных элементов используются шинные формирователи КР1533АП5 (два
четырехканальных формирователя с тремя состояниями на выходе с инверсным
управлением). Всего для буферизации разрядов А0 - А9 адресной шины и требуемых
управляющих сигналов используется две микросхемы.
3.3. Дешифратор адреса.
Схема дешифрации адреса портов ввода – вывода спроектирована с учетом возможного
расширения устройства и рассчитана на адресацию 32 портов – с 300H по 31FH.
Существует несколько способов обращения к портам:
1. Ввод-вывод, управляемый программно.
2. Ввод-вывод, управляемый подпрограммой обработки прерываний.
3. Ввод-вывод, управляемый аппаратными средствами (ПДП).
В данной схеме используется программно-управляемый ввод-вывод, когда обращение к
портам осуществляется по специальным командам микропроцессора IN и OUT.
При появлении на шине одного из адресов с 300H по 31FH и при наличии активного
сигнала AEN, логические схемы декодирования генерируют импульс выбора порта. При
наличии этого импульса соответствующий порт готов к приему или передаче
информации.
3.4. Приемо-передатчик данных.
В качестве приемо-передатчика данных используется восьмиканальный
двунаправленный формирователь с тремя состояниями на выходе КР1533АП6.
Направление передачи данных определяется наличием сигналов чтения или записи на
шине и работой дешифратора адреса. Если присутствует сигнал чтения, то данные из
регистров выбранного дешифратором порта поступают на шину. Если присутствует
сигнал записи, то данные с шины записываются в регистры выбранного дешифратором
порта.
3.5. Регистр команд управления.
Регистр команд управления объединяет три порта с адресами 300Н, 301Н и 302Н. В
нашей схеме регистр действует в одном направлении: процессор в виде
параллельного 8 разрядного кода посылает команду управления передатчиком,
которая записывается в один из портов. В качестве портов регистра используются 3
микросхемы серии КР1533ИР22 (восьмиразрядный регистр на триггерах с защелкой с
тремя состояниями на выходе). Таким образом, регистр способен хранить
24-разрядное число.
3.6. Исполнительное устройство.
Команды управления передатчиком из регистра хранения подаются на исполнительное
устройство через схему оптоэлектронной развязки. Исполнительное устройство – это
блок реле, который непосредственно управляет передатчиком. Каждый разряд
регистра управляет отдельным реле, что позволяет подавать на передатчик до 24
команд одновременно.
3.7. Блок электропитания.
Исполнительное устройство питается от автономного источника электропитания.
Источник представляет собой трансформатор, с одной первичной и двумя вторичными
обмотками, двумя выпрямителями, на основе мостовых схем и двумя стабилизаторами
непрерывного действия (НКСН), рассчитанными на напряжения +12 В и +5 В
соответственно. Однофазная мостовая схема из всех двухполупериодных схем
выпрямления обладает наилучшими технико-экономическими показателями. Данный
класс устройств получил широкое распространение для питания различной
радиоэлектронной аппаратуры. Это объясняется схемной простотой, высоким
качеством выходного напряжения возможностью миниатюризации методами современной
технологии. НКСН могут выполняться с последовательным, параллельным или
комбинированным включением регулирующего элемента. В данной схеме используется
последовательное включение регулирующего элемента. Стабилизированный источник
питания вырабатывает два выходных напряжения +5В и +12В с малым уровнем
пульсаций. Напряжение +12 В используется для питания элементов исполнительного
устройства, а напряжение + 5 В – для дальнейшей модернизации и расширения
системы.
3.8. Работа системы.
Работа системы происходит следующим образом. Программа задает временные
интервалы запуска той или иной команды управления передатчиком и адреса портов
ввода-вывода, в которые записываются эти команды. Процессор по заданной
программе в определенные моменты времени обращается к порту, выставляя на линиях
A0 – A9 его адрес 300Н (либо 301Н и 302Н), а на линиях D0 – D7 команду
управления.
Одновременно с этим при высоком уровне на линии сигнала IOR приемопередатчик
переключается на передачу данных от шины к регистру. При этом инициируется
сигнал AEN, разрешающий дешифрацию адреса, и сигнал IOW, по которому происходит
запись команды в регистр хранения команд. Запись производится только в том
случае, если схема дешифрации определила, что обращение происходит именно к
выбранному порту и активизировала его. Таким образом, за 3 цикла обращения можно
записать в регистр хранения команд 24-разрядное число. Далее сигналы с регистра
поступают на оптоэлектронные ключи, которые, в зависимости от высокого или
низкого уровня на входах, включают или выключают реле управления передатчиком.
Передатчик HF1000 состоит из двух блоков: возбудителя и усилителя мощности,
каждый из них имеет входы для внешнего управления, которые подключаются к реле
исполнительного устройства с помощью кабеля, проложенного от эфирной студии в
учебном корпусе УрКСИ к аппаратной на 9 этаже здания по Мельникова - 52а. В
данной системе используется пока только три сигнала:
включение усилителя мощности;
отключение усилителя мощности;
блокировка несущей частоты возбудителя.
достаточно для поддержания необходимых режимов работы радиостанции:
режим "включено";
режим "выключено";
дежурный режим, когда передатчик включен и готов к немедленной трансляции
передачи в эфир, но излучение несущей заблокировано.
Таким образом, настроив программу управления, можно запрограммировать расписание
работы радиостанции на длительный период времени, вплоть до года.
При этом оператор всегда может вмешаться в работу программы и оперативно внести
изменения, а также производить переключения в ручном режиме. Структурная схема
всей системы приведена на рис. 6.
Структурная схема размещения оборудования системы ДУ
радиостанцией.
Рис 6.
4. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ИСТОЧНИКА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ.
4.1. Исходные данные:
1. Напряжение питающей сети U1=220 В; 2. Частота тока в сети fc=50 Гц; 3.
Величины относительных отклонений напряжения сети амин=0,005 В, амакс=0,005 В;
4. Номинальное значение выходного напряжения стабилизатора Uвых=12 В; 5. Пределы
регулировки выходного напряжения стабилизатора Uвых.мин=11,94 В, Uвых.макс=12,06
В; 6. Максимальный и минимальныйтоки нагрузки стабилизатора Iн.мин=0,95 А,
Iн.макс=1,05 А; 7. Коэффициент стабилизации по входному напряжению Кст=500; 8.
Внутреннее сопротивление стабилизатора ri<=0,01 Ом; 9. Амплитуда пульсации
выходного напряжения стабилизатора Uвыхm1=1мВ; 10. Пределы изменения температуры
окружающей среды Qокр.мин=+400С, Qокр.макс=0 0С; 11. Температурный коэффициент
стабилизатора напряжения ?=+-5мВ/0С.
4.2. Расчет силовой части стабилизатора.
Выбираем схему стабилизатора с операционным усилителем, в качестве схемы
сравнения.
4.2.1. Задаемся величиной тока, потребляемого схемой стабилизатора
Iвн=0,02 А, и определяем максимальный ток через регулирующий транзистор Iк4макс,
А:
Iк4макс=Iн.макс+Iвн, (1)
Iк4макс=0,02+1,05=1,07 А;
4.2.2. Найдем минимальное напряжение на входе стабилизатора U01мин, В
U01мин=Uвых.макс+Uкэ4мин+U01м1, (2)
где Uвых.макс- наибольшее выходное напряжение стабилизатора;
U01м1-амплитуда пульсаций на входе стабилизатора
U01м1=(0,05-0,1)*(Uвых.макс+Uкэ4мин), (3)
где Uкэ4мин=(1,5-2)В, для кремниевых транзисторов U01м1=0,1*(12,06+2)=1.406 В
U01мин=12,06+2+1,406=15,466 В
Определим номинальное и максимальное напряжение на входе стабилизатора: U01,
U01макс , В
U01=U01мин/(1-амин) (4)
U01=15,466/(1-0,005)=15,54 В
U01макс=U01*(1+амакс) (5)
U01макс=15,54*(1+0,005)=15,61 В
Определяем ориентировочную величину внутреннего сопротивления выпрямителя r0,
Ом:
r0=(0,05-0,15)*U01/Iнмакс, (6)
r0=(0,05-0,15)*15,54/1,05=1,48 Ом
Определим максимальное напряжении на входе стабилизатора при минимальном токе в
нагрузке U01макс.макс, В
U01макс.макс=U01макс+(Iнмакс-Iнмин)*r0 (7)
U01макс.макс=15,61+(1,05-0.95)1,48=15,758 В
Определим максимальное напряжение на переходе К-Э VT4,В:
Uкэ4макс=U01макс.макс+Uвых.мин (8)
Uкэ4макс=15,758-11,94=3,81 В
Найдем величину максимальной мощности, рассеиваемой на регулирующем транзисторе
VT4, Рк4,Вт:
Рк4=(U01макс-Uвых.мин)*Iк4макс (9)
Рк4=(15,61-11,94)*1,07=3,92 Вт
По величинам Uкэ4макс=3,81 В, Iк4макс=1,07 А и Рк4=3,92 Вт выбираем тип
регулирующего транзистора:
Выбираем транзистор КТ-801А.
Справочные данные транзистора КТ-801А.
Таблица 1
Uкэ4макс, ВIк4макс, АРк4, ВтQпер.макс,0СRт,0С/Вт
802515020
4.2.3. Определим величину предельной мощности, которую может рассеять
выбранный транзистор без радиатора Рк4макс, Вт:
Рк4макс=(Qпер.макс-Qокр.макс)/Rт, (10)
где Qпер.макс- максимальная температура коллекторного перехода, Вт;
Qокр.макс- максимальная температура окружающей среды, 0С;
Rт- тепловое сопротивление транзистора, 0С/Вт
Рк4макс=(150-40)/85=5,5 Вт
Поскольку Рк4<Рк4макс (5<5,5-верно), то радиатор не нужен.