СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 2010-5

Разряды индикации интерфейса имеют следующее назначение (слева направо): ● 1 й разряд (индикатор НG2.1) отоб ражает единицы вольт во всех режи мах; ● 2 й разряд (индикатор НG2.2) отоб ражает десятые доли вольт во всех режимах; ● 3 й разряд (индикатор НG3.1) отоб ражает сотые доли вольт во всех ре жимах; ● 4 й разряд (индикатор НG3.2) отоб ражает тысячные доли вольт во всех режимах; ● 5 й разряд (индикатор НG4) отобра жает символ «В» (цифру 8) во всех режимах измерения. Элемент№1 индикатора HG1 вклю чен при работе в режиме «канал № 1», элемент№2 индикатора HG1 включен при работе в режиме «канал № 2», эле мент№3 – при работе в режиме «канал №3» и, соответственно, элемент №4 – при работе в режиме «канал № 4». Рассмотрим функциональные узлы платы АЦП (см. рис. 2). Основой уст ройства служит микроконтроллер DD1, рабочая частота которого зада ётся генератором с внешним резона тором ZQ1 на 11,0592 МГц. Порт РD микроконтроллера DD1 управляет кнопкой S1 и динамической индика цией. Динамическая индикация со брана на транзисторах VT1 – VT5 и сдвоенных семисегментных индика торах HG2, HG3. Резисторы R7 – R14 – токоограничительные для сегментов индикаторов HG2, HG3. Коды для включения вышеуказанных индикато ров при функционировании динами ческой индикации поступают в порт PС микроконтроллера DD1. Для функ ционирования клавиатуры задейство ван вывод 19 (PD5) микроконтроллера DD1. Элементышкального индикатора HG1 подключены к выводам порта РВ микроконтроллера DD1. Выходное напряжение с микросхе мыDA1 (источник внешнего опорного напряжения) поступает на вывод 32 микроконтроллера DD1. Измеряемые значения входных напряжений посту пают на выводы 40 (РА0), 39 (РА1), 38 (PA2) и 37 (РА3). Сразу после подачи питания на выводе 9 микроконтролле ра DD1 через цепь R1С3 формируется сигнал системного аппаратного сбро са. При инициализации во все разряды портов микроконтроллера DD1 запи сываются лог. 1. Плата АЦП гальвани чески развязана от сети. Питающее напряжение +5 В поступает на плату АЦП с соединителя Х1. Конденсатор С9 фильтрует пульсации в цепи пита ния +5 В. Блокировочный конденсатор C8 установлен в цепи питания микро контроллера DD1. Рассмотрим функциональные узлы принципиальной схемы платы пита ния (см. рис. 3). Входное постоянное напряжение поступает на вход платы питания через соединитель Х1. Рабо той стабилизатора тока управляет узел, выполненный на компараторе DА1.1. Напряжение с аккумуляторной бата реи через делитель R16, R17 поступает на инвертирующий вход компаратора (вывод 4 DА1.1). Образцовое напряже ние формируется делителемR13, R15 и поступает на неинвертирующий вход (вывод 5 DА1.1). При не полностью заряженной ак кумуляторной батарее значение на пряжения на неинвертирующем вхо де компаратора больше, чем на инвер тирующем входе. В этом случае на выходе компаратора присутствует напряжения высокого уровня. Тран зистор VT2 открыт и не препятствует работе стабилизатора тока на тран зисторе VT1. Идёт процесс зарядки ак кумуляторной батареи. Как только напряжение на инвертирующем вхо де компаратора превысит образцовое на неинвертирующем входе (батарея зарядилась), на выходе компаратора установится напряжение, близкое к нулю. Транзисторы VT1, VT2 закрыва ются. Зарядка аккумуляторной бата реи прекращается. Зарядка не полностью заряженной аккумуляторной батареи начинается сразу после подачи напряжения U1 (см. рис. 1) на соединитель Х1 платы питания (после включения сетевой вилки сетевого модуля питания в ро зетку). При этом срабатывает реле К1 и контактами группы К1.1 (выводы 12, 13) подключает стабилизатор тока к аккумуляторной батарее. Входное на пряжение через диод VD7 и контакты выключателя питания S1 поступает на вход модуля питания U1 (выводы 22, 23) типаМДМ5 1А5МУП. Основные па раметры данного модуля питания можно найти на сайте компании про изводителя [1]. При включенном выключателе S1 (S1 в положении « ») с модуля пита ния U1 выходное напряжение посту пает на соединитель Х3. Соединитель Х3 (розетка) подключается к соедини телю Х1 (вилка) на плате АЦП. Напря жение с аккумуляторной батареи по ступает на вход модуля питания U1 че рез диод VD6. При наличии входного напряжения 16,5 В на входе диод VD6 закрыт, и аккумуляторная батарея от ключена от U1. На компараторе DA1.3 выполнен ге нератор. Сигнал с генератора (меандр с постоянной составляющей) поступа ет на неинвертирующий вход компа ратора DА1.2 (вывод 9). Параметры сигнала генератора: период – 1,5 с, напряжение низкого уровня 2 В, на пряжение высокого уровня 9 В. На ин вертирующий вход DА1.2 (вывод 8) поступает напряжение с делителя R5, R6. Цепочка VD1 – VD3, R5, R6 при от крытом транзисторе VT2 задаёт базо вый ток транзистора VT1. К выходу компаратора DА1.2 (вывод 14) подклю чен анод индикатора HL2. Питающее напряжение 16,5 В поступает на выход компаратора через диод VD7 и резис тор R10. Когда идёт зарядка аккумуляторной батареи, транзистор VT2 открыт. На выводе 8 DА1.2 присутствует напряже ние порядка 7,6 В. Назовём этот уро вень напряжения базовым. Сигнал вы сокого уровня с генератора превышает базовый уровень, потому выходной транзистор DА1.2 закрыт, индикатор HL2 включен. Еслиже базовый уровень выше уровня сигнала с генератора, HL1 выключен. При закрытом транзисто ре VT2 (батарея заряжена) с делителя R5, R6 на вывод 8 DА1.2 поступает на пряжение, примерно равное напряже нию питания. Его уровень больше ба зового, поэтому выходной транзистор компаратора DА1.2 открыт, индикатор HL2 выключен. Пока идёт зарядка бата реи, HL2 периодически включается и выключается (мигает), при заряжен ной батарее HL2 выключен. Конструктивно аккумуляторная ба тарея представляет собой упаковку U1 аккумуляторов G1 – G9, которые под ключаются через розетку Х1 (= U1 – Х1 на рис. 3) к вилке Х2 платы питания. В розетке Х1 контакты2 и 3 соединяются проводником. В вилке Х2 платы пита ния контакт 3 устройства соединяется с эмиттером транзистора VT2. Если ак кумуляторная батарея подключена к плате питания, то эмиттер VT2 соеди нён с общимпроводом; тем самымраз решена работа стабилизатора тока. Ес ли же аккумуляторная батарея не под ключена к соединителю Х2 платы питания, то эмиттерVT2 «висит в возду хе», и стабилизатор тока отключен. При ПРАКТИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 50 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2010 © СТА-ПРЕСС