6.Схема прибора
Принципиальная электрическая схема автоматического измерителя амплитудно-частотной характеристики (базовой, неусовершенствованный вариант).
7. Принцип действия прибора и методы решения
Для того, чтобы измерить амплитудно-частотную характеристику усилителя низкой частоты, необходимо выполнить следующие действия :
Подключить на вход исследуемого усилителя и первого АЦП вольтметра два провода: первый, выходящий из вывода RB0 микросхемы DD3, второй – с общей шиной.
Подключить на выход исследуемого усилителя динамик, соответствующей мощности и сопротивления, и второй АЦП вольтметр .
Далее, подсоединим через провода датчики температуры к порту D микросхемы DD1, а сами датчики закрепим к нагревательным элементам усилителя (при использовании ATmega8 можно подключить до 8 датчиков)
После выполнения пунктов 1-3 можно нажать кнопку start выходящую от микроконтроллера DD2 для того чтобы начать измерение АЧХ .
Прибор автоматически построит график АЧХ на экране LCD3 и выведет более точные данные на компьютер через COM порт.
Переместив данные с COM порта компьютера в программу EXCEL можно построить точный график АЧХ и провести экстраполяцию.
Методы решения:
Для создания проекта в части его программного обеспечения было использованы следующие среды разработки:Code Vision AVR, PicBasic pro, mikroC PRO for AVR, mikroBasic PRO for Pic. А в части его реализации были использованы микроконтроллеры: ATmega8, ATmega169, PIC16f877a.
Проверка работы 3-х первых микроконтроллеров:
1) Перед программированием 3-го микроконтроллера мы поставили функцию паузы, равную 0,1 секунде;
2) Подключили данный прибор к стабилизированному блоку питания через кабель USB;
3) Подсоединили два вольтметра на выход и вход усилителя низких частот и частотометр – на вход;
4) Установили на место 4-ого микроконтроллера кнопку, позволяющую управлять третьим микроконтроллером;
5) Подключили УНЧ к АиАЧХ;
6) Далее мы нажали кнопку старт (привели прибор в действие), повышали частоту генератора 10*118Гц, путем удерживания управляющей кнопки по 1 секунде (для каждого повышения), и при этом снимали показания с вольтметров;
7) Занесли данные в программу Excel и поделили значения второго вольтметра на первый, и построили график коэффициента усиления;
8) Анализируя полученный экспериментально график мы установили убеждение о том, что прибор работает правильно. Для большей надежности провели эксперимент с обычным генератором низких частот, который так же подтвердил правильность работы прибора;
Заключение
Итак, в ходе исследования нами была проделана следующая работа:
Разработан прибор с новым :
программным кодом,
принципом работы,
Прибор имеет дополнительные функции :
2.1) измерение температуры усилителя в 8-ми местах на и отображение LCD экране (контроль за температурой)
2.2) автоматическая защита УНЧ от перегрева (перерыв 10мин)
2.3) ручное управление контролирует отдельный микроконтроллер
2.4) отображение измеряемой частоты на втором LCD экране (контроль за временем в зависимости от частоты )
Прибор в отличие от предшественников полностью автоматизирован
АиАЧХ способен одновременно выводить
4.1) готовый график АЧХ на третий LCD размером 320х64 (или TFT размером 480x800)
4.2) данные на COM порт компьютера
4.3) данные на CF, MMC, SD карты.
4.4) данные в малую сеть LAN ETHERNET
5) Прибором можно управлять на расстоянии используя систему дистанционного управления(например Олимп 005-ду)
Список литературы
Бабич Н.П., Жуков И.А. Основы цифровой схемотехники: Учебное пособие: М. Издательство «Додэка-XXI». 2007 .
М. Издательство «Додэка-XXI». 2006 .
Болл Ст.Р. Аналоговые интерфейсы микроконтроллеров: М. Издательство «Додэка-XXI». 2007 .
Волович Г.И. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств 3-е издание: М. Издательство «Додэка-XXI». 2011 .
Евстифеев А.В. МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ AVR семейства Mega. Руководство пользователя: М. Издательство «Додэка-XXI». 2007 .
Евстифеев А.В. Микроконтроллеры AVR семейства Tiny. Руководство пользователя: М. Издательство «Додэка-XXI». 2007 .
Евстифеев А.В. Микроконтроллеры AVR семейства Classic фирмы "ATMEL". 6-е издание: М. Издательство «Додэка-XXI». 2008 .
Сид Катцен. PIC-микроконтроллеры. Все, что вам необходимо знать: М. Издательство «Додэка-XXI». 2008 .
Сид Катцен. PIC-микроконтроллеры. Полное руководство: М. Издательство «Додэка-XXI». 2010 .
Лебедев М. Б. CodeVisionAVR: пособие для начинающих. 2-е издание, исправленное: М. Издательство «Додэка-XXI». 2009 г.
Магда Ю.С. Микроконтроллеры PIC 24: архитектура и программирование: М. Издательство «Додэка-XXI». 2008 .
Мортон Дж. Микроконтроллеры AVR. Вводный курс: М. Издательство «Додэка-XXI». 2006 .
Предко М. справочник по PIC-микроконтроллерам: М. Издательство «Додэка-XXI». 2004 .
Рюмик С.М. 1000 и ОДНА микроконтроллерная СХЕМА. Выпуск 1: М. Издательство «Додэка-XXI». 2010 .
Рюмик С.М. 1000 и ОДНА микроконтроллерная СХЕМА. Выпуск 2: М. Издательство «Додэка-XXI». 2011 .
СУЭМАЦУ Ё. Микрокомпьютерные системы управления. Первое знакомство 2-е издание: М. Издательство «Додэка-XXI».2009 .
Тяпичев А.Г. Персональный компьютер в радиолюбительской практике: М. Издательство «Додэка-XXI». 2006 .
Фрунзе А.В. Микроконтроллеры? Это же просто! Том 4: М. Издательство «Додэка-XXI». 2008 .
Хелибайк Ч. Программирование PIC м/к на PICBASIC: М. Издательство «Додэка-XXI». 2007 .
Сато Юкио. Без паники! Цифровая обработка сигналов: М. Издательство «Додэка-XXI». 2010 .
Сайт электронной энциклопедии Википедия: AVR [электронный ресурс]. Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/AVR
Сайт Википедия: PIC [электронный ресурс]. Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/PIC
Сайт Википедия: Микроконтроллер [электронный ресурс]. Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/%CC%E8%EA%F0%EE%EA%EE%ED%F2%F0%EE%EB%EB%E5%F0
Сайт разработчика программы CodeVision AVR [электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.hpinfotech.ro.
Сайт производителя микроконтроллеров AVR [электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.atmel.com.
Русскоязычный сайт компании Atmel [электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.atmel.ru.
Сайт, посвященный протоколу 1-Wire [электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.elin.ru/1-Wire/m_lan.htm.
Сайт производителя переферийных электронных компонентов [электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.national.com.
Сайт производителя электронных компонентов [электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.maxim-ic.com.
Сайт производителя LCD-дисплеев [электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.melt.com.ru
Сайт производителя LCD-дисплеев [электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.datavision.com.tw/.
Приложения
Приложение №1
Фотографии модулей микроконтроллеров, использованных для создания АиАЧХ:
Модуль ATmega169
Модуль ATmega8
PIC16f84a
Модуль PIC16f877a/ PIC18f452
Плата к программатору pickit3 PIC16f877a/ PIC18f452
Приложение №2
Фото собранного программатора №1.
Фото собранного программатора №1 в модуле atmega8.
Фото собранного программатора №2.
Приложение №3
Фотографии, показывающие работу первого модуля ( усовершенствованный вариант )
Первые 5 секунд ждем полную инициализацию всех частей прибора:
Далее прибор становится в начальное положение:
Включаем прибор с помощью кнопки старт ( -провод с порта RC7 к плюсу ):
Микросхема DD2 переводит прибор в режим ожидания ( -провод с порта RC6 к плюсу ):
Приложение №4
Фотография, показывающая работу третьего модуля ( усовершенствованный вариант ):
|
