Разработка микроконтроллерной системы автоматической регулировки фар

       Сигналы с аналоговых датчиков лежат в пределах от 0 до 4,5 В и от 0,1 до 4,9 В, т.е. укладываются в требуемых диапазон напряжений. Для согласования по мощности используются усилители на основе операционных усилителей КР572УД1. Коэффициент передачи каждого усилителя равен -1. Исходя из этого требования, запишем следующее уравнение для определения сопротивлений R3, R4:

              . (3.10)

       Так как входное сопротивление ОУ по постоянному току велико, то для  того, чтобы входной ток микроконтроллера определялся выходным током усилителя, достаточно выполнить соотношение:

              , (3.11)

где – выходное сопротивление операционного усилителя, равное около 1 кОм.

       Исходя  их соотношения (3.11) выберем сопротивление  R3:

               кОм. (3.12)

       Тогда сопротивление R4 находится из соотношения (3.10)

               кОм. (3.13)

      Аналогичным образом рассчитываются все резисторы  блоков, обозначенных на принципиальной схеме Б1.

      Разрабатываемое устройство должно иметь возможность программно управлять включением и выключением дополнительных фар головного освещения. Управление производится с помощью микросхем-драйверов BTS436, представляющих собой ключи большой мощности, коммутирующие напряжение бортовой сети для включения фар [4]. Эти ключи управляются логическими сигналами от микропроцессора. Для обратной связи в микросхемах BTS436 предусмотрены логические выходы текущего состояния ключа. При неполадках в микросхеме или в управляемом устройстве через эти диагностические выходы микропроцессор сможет распознать эти неполадки и принять соответствующие меры. При этом могут определяться: обрыв нагрузки, короткое замыкание на «массу», перегрев ключей.

      Микросхемы BTS436 служат для коммутации ламп дополнительного  бокового освещения. Поскольку ток, протекающий через эти лампы, достаточно большой, порядка 4А, можно предположить, что ключи BTS436 будут подвергаться нагреву, что нежелательно, поскольку они находятся в непосредственной близи от микропроцессора устройства. Проблема нагрева решается путем введения дополнительных реле, управляемых ключами BTS436. Эти реле К 1.1 и К2.1 коммутируют лампы дополнительного головного освещения, однако находится реле должны на отдельной плате, чтобы не создавать помех для цифровой части оборудования. Основные электрические параметры микросхемы BTS436 приведены в таблице 3.3.  

Таблица 3.3 – Основные электрические характеристики микросхемы ВТS43б

       Поворот фар освещения производится электромоторами  по команде микропроцессора. Каждый из четырех электромоторов подключен к соответствующей [2]. Микросхема - драйверу ТLЕ6209 - представляет собой мощный ключ, управляемые порты контроллера, подключенные к таймерам, используемым для генерации ШИМ сигналов. Микросхема ТLЕ6209 имеет встроенную тепловую защиту, а так же защиту от пониженного и повышенного напряжений, выходы микросхемы защищены обратными диодами. Основные электрические параметры микросхемы ТLЕ6209 приведены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 – Основные электрические характеристики микросхемы ТLЕ6209

       Приемопередатчик CAN, реализован на микросхеме ТLЕ6250G и подключен к разъёму CAN XS8 через сопротивление R22 равное 120 Ом.

       Питание микросхем, представленное на рисунке 3.7, осуществляется двумя стабилизаторами напряжения. Первый стабилизатор служит для питания основных схем микропроцессора, а также управляющих логических цепей микросхем-драйверов, управляющих электродвигателями поворота дополнительных фар головного света. Его напряжение стабилизации равно 5 Вольт. Второй стабилизатор служит для питания ядра микроконтроллера.

       Стабилизатор  напряжения на 5В реализован на микросхеме КР142ЕН5Б. Напряжение 2.5В для питания ядра процессора производится с помощью микросхемы КР142ЕН12Б. Обе эти микросхемы представляют собой трехвыводные линейные стабилизаторы напряжения. Последний из

       Рисунок 3.7 – Система питания устройства

них является регулируемым и необходимое напряжение на его выходе задается при помощи регулирующего сопротивления R1.  
 

       3.7 Программа генерации ШИМ  сигнала 
 

       Пусть необходимо запрограммировать ШИМ  сигнал с частотой 40 КГц и скважностью 50 %. Отсчитываемый интервал Tи = 25 мкс. Частота работы контроллера составляет fT = 4 МГц. Число отсчитываемых тактов равно

              .

       Для программирования ШИМ режима рассмотрим таблицу 3.5, в которой описаны возможные режимы работы таймеров, задаваемые в регистрах

      Таблица 3.5 – Режимы работы таймера 1

 

управления TCCR1А и TCCR1B. Поведение выходов  ШИМ сигнала задается битами COM1xx и COM0xx, представленных в таблице 3.6.

      Выберем из таблицы  3.5 последний режим, а из таблицы 3.6 – второй режим. Это означает, что в TCCR1A необходимо записать число 83, а в регистр управления TCCR1В 25. При достижении чисел, записанных в регистры OCR1A и OCR1В, ШИМ будет переключаться на противоположный, при этом в OCR1A записано максимального число, после которого происходит сброс таймера в ноль.

      Таблица 3.6 – Поведение ШИМ выходов

      Так как скважность равна 50 %, а максимальное число 100, то в регистр OCR1В заносим 50, а в OCR1А – 100.

      Пример  программы приведен ниже.

      .include "m128def.inc"

      .def temp = r16

        jmp  Start ;вектор прерывания по включению питания, сбросу;

      RESET или сбросу от сторожевого таймера;

      * Основная программа 

      Start:

        ldi   temp, high(RAMEND) ; устанавливаем указатель стека

        out SPH, temp

        ldi   temp, low(RAMEND)

        out SPL, temp

        ldi   temp, 0xff  ; настраиваем прот В на выход

        out   ddrb,temp

         ldi temp, 83  ; устанавливаем режим работы таймера

        out TCCR1A, temp ;

        ldi temp, 25  ;

        out TCCR1B, temp 

        ldi temp,0x32 ; Задаем момент переключения таймера

        out OCR1BL,temp

        ldi temp,0x64 ; Задаем момент сброса таймера

        out OCR1AL,temp

      m1:   ; бесконечный цикл

      wdr

      jmp m1 
 

 

        4 Технико-экономическое обоснование работы

       4.1 Анализ соотношения затрат и прибыли 
 

       Предпринимателю в процессе деятельности постоянно приходиться принимать решения о цене, по которой продукция будет реализована, о переменных и постоянных издержках, о приобретении и использовании ресурсов. Для этого необходимо точно и достоверно организовать уровни затрат и прибыли.

       Все предпринимаемые в условиях рынка  управленческие модели основаны на изучении взаимосвязи затрат, объема производства и прибыли. Специальный анализ помогает понять взаимоотношения между ценой  изделия, объемом производства, переменными  и постоянными затратами. Он позволяет сравнить различные варианты цен на продукцию и получение прибыли, а также отыскать наиболее выгодное соотношение между переменными, постоянными затратами, ценой и объемом производства продукции. Достичь этого можно разными способами:

       - снизить цену продаж и соответственно  увеличить объем реализации;

       - увеличить постоянные затраты  и увеличить объем;

       - пропорционально изменять переменные, постоянные затраты, и объем  выпуска продукции. Иногда анализ  соотношения затрат, объема производства и прибыли (CVP- анализ, Cost-Volume-Profit) трактуют более узко, как анализ критической точки.

       Под критической понимается та точка  объема производства, в которой затраты  равны выручке от реализации всей продукции, то есть где нет ни прибыли ни убытков. Эту точку называют также «мертвой», или точкой безубыточности.

       Для ее вычисления можно использовать три  метода: уравнения, маржинальной прибыли  и графического изображения.

       Метод уравнения.

       В качестве исходного уравнения для  анализа принимают следующее соотношение выручки, издержек и прибыли:

       Выручка – переменные затраты – постоянные затраты - прибыль.