Расчет потребляемой мощности и определение требований к источникам питания

3.         Расчет потребляемой мощности и определение требований к источникам питания

 

Расчет потребляемых токов

Расчет потребляемых токов сводится к тому, что необходимо определить суммарное потребление тока всеми микросхемами, то есть:

(3.1)

где Iобщ - общий ток, потребляемый устройством,

Ik - ток, потребляемый k-той микросхемой,

m - общее число микросхем,

n - число микросхем данного типа.

Получаем общий ток потребления:

Полученные данные удовлетворяют требованиям системной магистрали ISA (п.1.2).

Расчет потребляемой мощности

Расчет потребляемой мощности сводится к тому, что необходимо определить мощность потребляемую устройством, то есть:

Расчет надежности

Интенсивность отказов l характеризуется отношением числа изделий в единицу времени к числу изделий, продолжающих оставаться исправными к началу рассматриваемого промежутка времени:

(3.3)

где m - число изделий, отказавших за время t,

N - число исправно работающих изделий к началу промежутка времени.

Если предположить, что отказы различных элементов взаимно независимы и каждый отказ носит катастрофический характер, то есть полностью нарушают работоспособность, то интенсивность отказов устройства равна сумме интенсивностей отказов элементов, составляющих устройство:

(3.4)

где li - интенсивность отказов элементов i-го типа,

ni - количество элементов i-го типа входящего в устройство.

Наработка на отказ равна:

 (3.5)

Интенсивность отказов элементов следующая:

микросхемы – 0.85×10^-6 (ч-1),

резисторы – 0.9×10^-6 (ч-1),

конденсаторы – 1.4×10^-6 (ч-1).

 

4. Разработка и отладка рабочей программы

4.1. Блок-схема алгоритма

Рис. 4.1 Алгоритм работы программы.

4.2. Текст программы

 

list p=16с71 ;определение типа мк

; #include <p16c71.inc> ;подключение файла p16с71.inc

;***** Объявление переменных ****************************

STATUS EQU 03H ;Регистр STATUS

PORTB EQU 06H ;Регистр порта В

ADCON0 EQU 08H ;Регистр управления АЦП

ADRES EQU 09H ;Регистр результата АЦП

;преобразования

INTCON EQU 0BH ;Регистр управления прерыва

;ниями

OPTREG EQU 81H ;Регистр OPTION

TRISB EQU 86H ;Регистр конфигурации порта В

ADCON1 EQU 88H ;Регистр конфигурации АЦП

RP0 EQU 5H ;Бит переключения страниц в

;регистре STATUS

F EQU 0Ch ;Флаг "F0"

I EQU 0Dh ;Счетчик

TI EQU 10h ;Задержка импульса

TP EQU 11h ;Задержка паузы

D2 EQU 0Eh ;Сигнал U1

D1 EQU 0Fh ;Сигнал U2

;**************** Рабочая секция *************************

ORG 0 ;Начальный адрес после сброса

GOTO BEGIN ;Переход на начало программы

ORG 300 ;Начальный адрес программы

; (следующая команда будет расположена по адресу 100H)

GOTO TEST ;Используем для отладки

;Ввод и преобразование сигналов U1 и U2

BCF ADCON0,3 ;Установить входной канал AIN0

BSF ADCON0,2 ;Начать процесс преобразования

;сигнала U1

LOOP1 BTFSS ADCON0,2 ;Ждать окончания преобразова-

;ния сигнала U1

GOTO LOOP1

MOVF ADRES,0 ;Результат преобразования

;сигнала U1 записать в W

MOVWF D1

BCF ADCON0,1 ;Сбросить флаг окончания пре-

;образования ADIFв регистре

;ADCON0

BSF ADCON0,3 ;Установить входной канал AIN1

LOOP2 BTFSS ADCON0,2 ;Ждать окончания преобразова-

;ния сигнала U2

GOTO LOOP2

MOVF ADRES,0 ;Результат преобразования

;сигнала U2 записать в W

MOVWF D2

BCF ADCON0,1 ;Сбросить флаг окончания пре-

;образования ADIFв регистре

;ADCON0

GOTO COMPARE

A2

BCF F,0 ;Установка флага F в "0"

MOVLW 3H ;Количество I

MOVWF I

M

MOVLW 10H ;Tи =10h

MOVWF TI

MOVLW 5H ;Tп =5h

MOVWF TP

MOVF I,W

ADDWF TI ;Tи =Ти+I

M1

BSF PORTB,0 ;Подаем "1" на выход

DECFSZ TI,1 ;Декримент Ти на 1

GOTO M1

ADDWF TP ;Tп =Тп+I

M2

BCF PORTB,0 ;Подаем "0" на выход

DECFSZ TP,1 ;Декримент Тп на 1

GOTO M2

DECFSZ I,1 ;Декримент I на 1

GOTO M

GOTO TEST

A1

BSF F,0 ;Установка флага F в "1"

GOTO TEST

4.3. Технология отладки программы

 

4.3.1. Моделирование

 

Исходя из технического задания, предлагаемое МКУ выполняет сравнение вводимых с 2 датчиков аналоговых сигналов и сравнение их между собой, далее в зависимости от результата сравнения, выполняются определенные действия. То есть, если U₁=U₂, то установка флага F0 в «1» и переход на метку А1, если же U₁<>U₂ – то установка флага F0 в  «0» и переход на метку А0.

Так как в данной разработке сравнение чисел и управление выходным сигналом выполняется с помощью программы, написанной на языке Ассемблер, то необходима проверка работоспособности этой программы.

Проверка работоспособности программы осуществлялась с помощью среды MPLAB v 3.40. Для этого необходимо выполнить следующие действия:

Запустить оболочку MPLAB v 3.40 (Пуск\Программы\Microchip MPLAB\MPLAB). Появится окно, изображенное на рис. 5.1. прокомпилировать и выполнить проект.

Рис.4.3. Вывод управляющих сигналов при неравенстве входных сигналов.

 

Заключение

 

В данном проекте был разработан компаратор аналоговых сигналов.

Устройство реализовано на однокристальном микроконтроллере типа PIC16C71.

Технические характеристики спроектированного устройства :

Потребляемая мощность, Вт ----

Наработка на отказ, ч. -----

Время выполнения программы, с -----

Написана программа для управления МК на языке Assembler, отлажена в среде MPLAB.

Результаты моделирования показали, что МК удовлетворяет всем заданным в ТЗ условиям.

Список использованных источников

1.      Угрюмов Е.П. Проектирование элементов и узлов ЭВМ. Москва, «Высшая школа», 1987 – 317 с.

2.     Алексенко А.Г.,Шагурин И.И. Микросхемотехника: Учеб. пособие для вузов. –М.: Радио и связь, 1990. – 496 с.

3.     Скаржепа В.А., Луценко А.Н. Электроника и микросхемотехника. –К.: Высшая школа главное изд-во, 1989 – 431 с.

4. Угрюмов Е.П. цифровая схемотехника.: БХВ – санкт – Петербург, 2000. – 529с

5. Новиков Ю.В. Основы цифровой схемотехники. Базовые элементы и схемы. Методы проектирования. М.:Мир,2001. – 379с.