 |
Описание принципиальной схемы модуля ЛМ51А
|
|
|
|
Принципиальная электрическая схема модуля ЛМ51А показана на рис.3.
Напряжения питания от лабораторного источника поступают в модуль через разъем Х3. Для подавления импульсных помех по питанию в схеме установлены емкостные фильтры на конденсаторах С4, С5, С6, С7 и С8, С9. Индикация наличия напряжения производится с помощью светодиодов VL19, VL20 и VL21, которые питаются от соответствующих источников через резисторы R5, R6 и R7. Последовательно с резисторами в цепях индикации напряжений +15В и -15В включены стабилитроны VD1 и VD2 с напряжением стабилизации около 10В. Поэтому индикаторы этих напряжений перестают светиться при снижении уровня напряжения ниже 11..12 вольт. В цепи индикации напряжения +5В с той же целью используются два последовательно включенных светодиода VL17, VL18, благодаря которым индикатор выключается при снижении напряжения ниже 3,5В. Фильтрация напряжения питания +5В непосредственно на выводах микроконтроллера производится конденсаторами С2 и С3.
Для первичного запуска микроконтроллера при включении напряжения питания в схеме модуля предусмотрена цепочка R4,C1. В момент включения питания конденсатор С1 разряжен и формирует уровень логического нуля на входе RST микроконтроллера, обеспечивая его аппаратный сброс. Далее конденсатор заряжается через резистор R4, когда уровень напряжения на нем достигнет порога логической единицы, происходит запуск процессора. Для повторного перезапуска конденсатор С1 закорачивается кнопкой «Reset». Выполнение программы начинается после отпускания этой кнопки.
Синхронизация автогенератора тактовой частоты микроконтроллера выполняется с помощью кварцевого резонатора BQ1 на частоте 12 МГц. Конденсаторы С10 и С11 необходимы для обеспечения устойчивости работы генератора.
|
|
|
Рис. 3. Модуль ЛМ51А. Схема электрическая принципиальная
Изменение режима доступа к памяти программ осуществляется с помощью перемычки J1. Если перемычка снята, через резистор R3 на вход EMA микроконтроллера подается напряжение, соответствующее уровню логической единицы, и микроконтроллер работает с внутренней памятью программ. Установленная перемычка закорачивает вход ЕМА на общий провод и переводит микроконтроллер в режим работы с внешним ПЗУ.
Все функциональные сигналы микроконтроллера, а также шины питания выведены на системные разъемы Х1 и Х2. Это краевые разъемы типа SL62, предназначенные для подключения других модулей и дополнительного оборудования. Выводы всех четырех портов и выходы сигналов ALE и РМЕ подключены к соответствующим контрольным точечным контактам. Контрольные контакты портов Р1 и Р3 используются для подключения платы индикации. На ней смонтировано 16 идентичных каналов индикации, принципиальная схема одного из таких каналов показана в нижней части рис. 3.
Канал представляет собой два последовательно включенных инвертора на полевых транзисторах VT1, VT2. Напряжение с соответствующего вывода порта через резистор R10 поступает на затвор транзистора VT1, который имеет порог отпирания 2,8В. Инверсный сигнал формируется на стоковой нагрузке, роль которой выполняет резистор R20, и используется для включения одного из кристаллов двухцветного светодиода VL1. Цвет свечения определяется установкой перемычек J2, J3. Повторная инверсия сигнала осуществляется на транзисторе VT2 и резисторе R21. Логический уровень сигнала на выходе этого инвертора соответствует уровню сигнала на входе канала индикации. Для его приборного контроля к стоку транзистора VT2 подключен контрольный контакт КР.
Схема расположения элементов на плате центрального процессорного модуля приведена в приложении 1.
|
|
|
Модуль ЛМ51В
Модуль ЛМ51В предназначен для обучения студентов написанию программных процедур и драйверов по обслуживанию линейной клавиатуры и клавиатуры с матричной организацией, для синтеза звуковых сигналов, а также взаимодействия лабораторного макета с персональным компьютером посредством канала последовательной связи.
Внешний вид модуля показан на рис.4.
Рис. 4. Внешний вид модуля ЛМ51В
1 — краевой разъем печатной платы для подключения к центральному процессорному модулю; 2 — кнопки матричной клавиатуры; 3 — переключатель режима клавиатуры; 4 — звуковой излучатель; 5 — разъем последовательного порта для подключения персонального компьютера; 6 — лицевая панель модуля
Печатная плата модуля имеет краевой разъем (1), который предназначен для присоединения к центральному процессорному модулю ЛМ51А. Через этот разъем к порту Р1 микроконтроллера подключается клавиатура, состоящая из 16 кнопок (2). Схема соединения кнопок построена таким образом, что с помощью перемычек (3) можно установить один из двух режимов работы клавиатуры.
Если обе перемычки установлены в нижнее положение, то к порту микроконтроллера будут подключены только семь из шестнадцати кнопок, которые при нажатии формируют низкий логический уровень на соответствующих выводах порта (cм. табл.1).
Таблица 1. Подключение клавиатуры
| Позиционные обозначения | Символьное обозначение | Порт подключения |
| S1 | P1.0 | |
| S2 | P1.1 | |
| S3 | P1.2 | |
| S4 | F | P1.3 |
| S8 | ^ | P1.5 |
| S12 | v | P1.6 |
| S16 | ENT | P1.7 |
При установке перемычек в верхнее положение происходит перекоммутация схемы подключения кнопок, и клавиатура приобретает матричную организацию. При нажатии соответствующих кнопок происходит замыкание двух выводов порта Р1, которое может быть распознано с помощью программных средств. Подключение клавиатуры к порту Р1 в матричном режиме показано в табл.2.
Таблица 2. Подключение клавиатуры
| Группа кнопок | Порт подключения |
| 1 столбец | P1.0 |
| 2 столбец | P1.1 |
| 3столбец | P1.2 |
| 4 столбец | P1.3 |
| 1 строка | P1.4 |
| 2 строка | P1.5 |
| 3 строка | P1.6 |
| 4 строка | P1.7 |
Для генерации звуковых сигналов в модуле ЛМ51В предусмотрен пьезоэлектрический излучатель (4). Управление этим излучателем производится с помощью сигнала, который устанавливается на выходе порта Р3.5.
|
|
|
Согласование уровней электрических сигналов и гальваническая развязка при подключении лабораторного макета к персональному компьютеру выполняется с помощью электронной схемы, собранной в верхней части модуля ЛМ51В. Подключение коммуникационного порта компьютера осуществляется через разъем X4 (5).
|
|
|
