Принципиальная электрическая схема контроллера

Разработанная функциональная схема представлена на рисунке 4. Данная схема отражает функциональное взаимодействие всех элементов разрабатываемой системы. На схеме показан контроллер трекбола. Он оборудован двумя кнопками и двумя оптическими датчиками, контролирующими перемещение по горизонтали и вертикали. Так как сигналы датчика импульсные и меньше 5V, то можно не использовать аналого-цифровой преобразователь.

В качестве детектора движения по одной оси будут использоваться две оптопары, которые однозначно определяют, в какую сторону происходит движение. Между ними находится зубчатое колесо, которое то пропускает, то закрывает свет. Когда на резистор светит диод, его сопротивление максимально, то есть на выходе логический ноль, и наоборот. Две оптопары нужны для правильного определения, в какую сторону было движение, вперед или назад.

Питание будет осуществляться через СОМ-порт. Для этого будет использоваться управляющая линия 4 DTR. Система сброса управляется через линию MCLR. Низкий уровень на этом входе генерирует сигнал сброса. Эта линия будет подключена к питанию, так как низкий уровень на MCLR активный.

Если на выходах обеих оптопар есть сигнал или нет сигнала, то движения нет, трекбол стоит на месте. Микроконтроллер содержит надежную схему сброса при включении питания - все, что нам необходимо, микроконтроллер выполнит сам. Схема синхронизации представляет собой колебательный контур, собранный на кварцевом резонаторе и двух емкостях. Данная схема одна распространенных схем для синхронизации процессоров. Реализация этого интерфейса достаточно простая. Он поддерживается большинством персональных компьютеров.

Значения R2 и R3 рассчитываются следующим образом: Сопротивление получаем в кОм потому, что ток должен быть в миллиамперах. Расчет схемы синхронизации Разработанная схема представлена на рисунке 8. Запишем формулу Томсона для колебательных контуров: Выведем формулу для нахождения С: Сопротивление получаем в кОм потому, что ток должен быть в мА.

Поскольку для работы трекбола необходимо два датчика движения, а для каждого датчика две оптопары, то для передачи данных о перемещении в процессор нужно задействовать четыре линии. Так как в трекболе две кнопки, то для них нужно выделить еще две линии. Для передачи данных нужна еще одна свободная 8-битная линия, подключенная к контакту 4 RxD COM-порта.

Схема синхронизации Схема синхронизации представляет собой колебательный контур, собранный на кварцевом резонаторе и двух емкостях.

Для работы процессора еще необходимы три компонента: Они показаны на рисунке 4. На выходе система через СОМ-порт подключается к компьютеру. В СОМ-порт передается посылка данных, а также сигналы разрешения передачи. Для облегчения разработки принципиальной схемы, удобнее сначала разработать структурную схему, для того чтобы определить, как и куда будут подключаться различные сигналы с блоков системы.

Мы воспользуемся линией DTR. Порт получает двуполярное питание через системную плату от блока питания компьютера. Блок питания контролирует наличие этих напряжений на своем выходе. Стандарт требует от порта выходного напряжения не менее 5 В.

Для получения 5 В можно добавить два резистора R2 и R3 , чтобы получить делитель напряжения. На них получаем нужное нам падение напряжения. Данная схема работает как обычный колебательный контур, где вместо индуктивности используется кварцевый резонатор с эквивалентной индуктивностью L q. Частота синхронизации должна быть равна 4 МГц, т. Для удобства разработки примем их одинаковыми.

Это достигается тем, что оптопары находятся по разные стороны зубца, как показано на рисунке 7. Получается, если на выходе первой оптопары есть сигнал, а на выходе второй оптопары нет сигнала - это движение вперед, и наоборот, если на выходе первой оптопары нет сигнала, а на выходе второй оптопары есть сигнал - это движение назад.

Разброс их параметров компенсируем тем, что заземлим схему. Выведем формулу для нахождения С:. Следовательно, нужно добавить два резистора R4 и R5 , чтобы получить делитель напряжения, на них было нужное нам падение напряжения. Перейти к загрузке файла. Главная Информатика Разработка контроллера для манипулятора-указателя трекбола. Вся система контроллера получает питание от управляющих сигналов СОМ-порта. Это будет RB5 Для работы системы необходима схема синхронизации.

Подача питания в контроллер При подключении к СОМ-порту устройств с небольшим энергопотреблением, можно воспользоваться питанием от выходных линий интерфейса DTR и RTS, их можно задействовать как питающие, с напряжением около 12 вольт. Раcчет электрической принципиальной схемы системы манипулятор микропроцессор контроллер трекбол Расчет схемы питания Порт получает двуполярное питание через системную плату от блока питания компьютера.

В качестве разъема был выбран девяти-пиновый разъем D-типа DB-9P, как наиболее распространенный. Данные от компьютера в схему не поступают, поэтому линия TxD не нужна. СОМ-порт подключен к линии RB5. При подключении к СОМ-порту устройств с небольшим энергопотреблением, можно воспользоваться питанием от выходных линий интерфейса DTR и RTS, их можно задействовать как питающие, с напряжением около 12 вольт.