AT90S2313 предлагает следующие возможности: 2кБ загружаемой  флэш памяти; 128 байт EEPROM;  15 линий ввода/вывода  общего  назначения; 32 рабочих регистра; настраиваемые таймеры/счетчики с режимом совпадения; внешние и внутренние прерывания; программируемый универсальный  последовательный порт; программируемый сторожевой таймер со встроенным генератором; SPI последовательный порт для загрузки программ; два выбираемых программно режима низкого энергопотребления. Холостой режим  (Idle Mode) отключает  ЦПУ, оставляя  в рабочем  состоянии регистры,  таймеры/счетчики, SPI порт и  систему прерываний. Экономичный режим  (Power Down Mode) сохраняет содержимое регистров, но отключает генератор, запрещая функционирование всех встроенных устройств до внешнего прерывания или аппаратного сброса.

     Микросхемы  производятся с использованием технологии энергонезависимой памяти высокой плотности фирмы Atmel. Загружаемая флэш память на кристалле может быть перепрограммирована прямо в системе через последовательный интерфейс SPI или доступным программатором энергонезависимой памяти. Объединяя  на одном кристалле усовершенствованный  8-битовый RISC процессор с загружаемой флэш памятью, AT90S2313 является мощным микроконтроллером, который позволяет создавать достаточно гибкие и эффективные по стоимости устройства.

     AT90S2313 поддерживается полной системой  разработки включающей  в себя  макроассемблер,  программный  отладчик/симулятор,  внутрисхемный эмулятор и отладочный комплект.

Описание  выводов

 

     VCC - вывод источника питания.

          GND – земля.

       
 
 
 
 
 
 
 

            Рисунок 4.2 – Вывода микроконтроллера

                                 

     Port B (PB7..PB0) – Порт B является 8-битовым двунаправленным портом ввода/вывода. Для выводов порта предусмотрены внутренние подтягивающие резисторы (выбираются для каждого бита). Выводы PB0 и PB1 также являются положительным (AIN0) и отрицательным (AIN1) входами встроенного аналогового компаратора. Выходные буферы порта B могут поглощать ток до 20мА и непосредственно управлять светодиодными индикаторами. Если выводы PB0..PB7 используются как входы и извне устанавливаются в низкое состояние, они являются источниками тока, если включены внутренние подтягивающие резисторы.

     Port D (PD6..PD0) – Порт D является 7-битовым  двунаправленным портом с внутренними  подтягивающими резисторами. Выходные  буферы порта D могут поглощать ток до 20мА. Как входы установленные в низкое состояние, выводы порта D являются источниками тока, если задействованы подтягивающие резисторы. Кроме того, Порт D обслуживает некоторые специальные функции, которые будут описаны ниже.

     RESET – Вход сброса. При удержании  на входе низкого уровня в  течение двух машинных циклов (если генератор работает), сбрасывает устройство.

     XTAL1 – вход инвертирующего усилителя  генератора и вход внешнего  тактового сигнала.

     XTAL2 – Выход инвертирующего усилителя  генератора. 

3. Выбор устройства, согласующего выход микроконтроллера и

                     управляющие цепи  IGBT – транзисторов 

    В соответствии с рекомендациями предприятия  – изготовителя (Mitsubishi electric) принимаю устройство – драйвер, типа M57958L, управления силовыми модулями IGBT – транзисторов (М2ТКИ – 600 – 12). Принципиальная схема, схема подключения к микроконтроллеру и внешний вид микросхемы представлены на рис.4.4. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

           Рисунок 4.3 –  Принципиальная схема драйвера 

                                  а) принципиальная схема;

                                  б) схема подключения драйвера к микроконтроллеру;

                                  в)  временная диаграмма работы драйвера.

5. Конструктивная разработка устройства

Установка устройства управления на технологическом  объекте

 

    Датчики тока Холла  устанавливаются на жилах питающих кабелей приводного двигателя, а разъемы питания датчиков напряжения  подключаются параллельно обмоткам двигателя (как показано на рис.8.1) и являются источниками сигналов, пропорциональных мгновенным значениям силы тока и напряжения питания приводного двигателя ленточного конвейера. Сигнал с датчиков (предварительно обработанный микроконтроллером) в системе автоматического управления является обратной связью по вращающему моменту приводного двигателя, что позволяет осуществить контроль скорости движения тягового органа (ленты). Также средство измерения предполагает наличие прибора для визуального отслеживания изменения контролируемого параметра объекта.

    Аппаратура  обработки информации с датчиков – микроконтроллер и согласующие устройства, а также объект управления преобразователь частоты устанавливаются во взрывозащищенной оболочке вместе с контактором.  
 

 

 

 

 
 

Рисунок 5.1 – Установка датчиков непосредственно на объекте измерения:

                                 1 – датчики напряжения;

                                 2 – датчики тока. 

Технологические методы изготовления печатных плат

 

    Печатные  платы в настоящее время получили самое широкое распространение. Их применение обеспечивает идентичность электрических параметров – от образца к образцу, замену значительной части ручных монтажных операций машинными, допускающими использование полуавтоматических и автоматических установок, поточных линий и автоматизированных средств контроля, что делает их экономически и технически целесообразными. С точки зрения конструктивных преимуществ печатных плат позволяет улучшить такие параметры, как плотность монтажа и масса. 

    В настоящее время выпускается  несколько типов печатных плат, имеющих различные конструктивные особенности: односторонние (ОПП), двухсторонние (ДПП) и многослойные печатные платы (МПП), гибкие печатные платы (ГПП), гибко – жесткие печатные платы (ГЖПП), гибкие печатные кабели (ГПК) и шлейфы (ГПШ). Они имеют достаточно сходные прогрессивные технологические процессы изготовления, за исключением печатных плат для узлов СВЧ.

    Технологические методы изготовления печатных плат, а  их разработано более 20, базируются на двух направлениях получения проводящего  материала платы: субтрактивный, вычитание или избирательное удаление проводящего материала на фольгированном диэлектрике; аддитивный, прибавление или избирательное нанесение проводящего материала на чистый диэлектрик.

    В соответствии сэтим для изготовленияОПП  и ДПП наиболее широкое распространение получили три метода изготовления печатных плат: химический, электрохимический, или полуаддитивный, комбинированный позитивный.

    Химический  негативный метод широко применяется не только в производстве ОПП, но и для изготовления слоев МПП, а также ГПК, ГПШ и т.д. Основным преимуществом химического метода является простота и малая длительность технологического цикла, что облегчает автоматизацию, а недостатком – отсутствие металлизированных соединений между сторонами платы (рис.5.2). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Электрохимический, или полуаддитивный, метод дороже, требует большего количества специализированного технического оборудования, менее надежен, но необходим для ДПП с повышенной плотностью монтажа.

    Комбинированный позитивный методоснован на химическом и электрохимическом методах и является основным при изготовлении двусторонних печатных плат (рис.5.3). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Чертежи печатных плат выполняются на бумаге, имеющей координатную сетку, нанесенную с определенным шагом. Наличие сетки  позволяет не ставить на чертеже размеры на все элементы печатного проводника. По сетке можно воспроизвести рисунок печатной платы при изготовлении фотооригиналов, с которых изготовляются шаблоны (например, фотонегативы) для наненсения рисунка платы на заготовку. Координатную сетку наносят на чертеж с шагом 2,5; 1,25; 0,625 мм.

    Центры  монтажн6ых, переходных и крепежных  отверстий должны располагаться в узлах координатной сетки, причем центры отверстий под неформируемые выводы многовыводных навесных элементов, расстояния между которыми не кратны шагу координатной сетки, располагают таким образом, чтобы в узле сетки находился центр одного из отверстий, а центры отверстий под остальные выводы располагались согласно конструкции элемента. Максимальные отклонения расстояний между центрами отверстий не должны быть более +-0,2 мм для плат 1 – го класса, +-0,1 мм для плат 2 – го и 3 – го классов.

    Диаметр металлизированных и неметаллизированных  отверстий в печатной плате должен быть больше диаметра вставляемого в него вывода, что обеспечивает возможность свободной установки электрорадиоэлемента и протекание припоя на всю глубину металлизированного отверстия. Диаметры монтажных и переходных металлизированных и неметаллизированных отверстий выбирают в соответствии табл.5.1.

    Монтажные отверстия для плоских выводов следует выбирать, как и для круглых, образуемых диаметром окружности, описанной вокруг сечения вывода.

              Таблица 5.1 –  Диаметры монтажных отверстий

 

    При подготовке печатных плат к электрическому монтажу необходимо обеспечить хорошую способность к пайке их электромонтажных элементов. Различные металлопокрытия печатных плат имеют неодинаковую паяемость, которая с течением времени ухудшается.

    Для обеспечения паяемости покрытия печатных плат часто применяют горячее лужение. Лужение электромонтажных элементов должно производиться теми же пропоями, что и при последующей пайке. Элекромонтажные элементы чувствительных к тепловому воздействию плат (многослойных, гибких) допускается лудить припоями с пониженной температурой плавления. Лужение печатных плат производится разлчиными методами при условии, что они обеспечивают получение на обслуживание электромонтажных элементах непрерывной поверхности припоя без трещин, пор, крупнозернистости, посторонних и крупных игольчатых включений, наплывов высотой более 0,3 мм. После лужения платы не должны иметь разрывов и отслоений печатных проводников. Слой припоя на облуженных элементах печатных плат должен иметь глянцевую или светло – матовую поверхность.