Охранная система с дистанционным управлением (стр. 7 из 13)
Основной недостаток негативного метода заключается в том, что щелочные и кислотные растворы, применяемые при металлизации отверстий, воздействуют на участки диэлектрика, не защищенные медной фольгой, что может привести к ухудшению электрических параметров готовой платы. В то же время негативный метод менее трудоемок, чем позитивный. Потому в тех случаях, когда к платам не предъявляют повышенных требований, применяют комбинированный негативный метод.
Общим недостатком обоих методов изготовления печатных плат является необходимость покрытия заготовок перед сверлением для защиты от механических повреждений печатных проводников. Сушка лака и его удаление после сверления и химического меднения отверстий увеличивают трудоемкость процесса и длительность технического цикла, нарушают его непрерывность. Поэтому нельзя создать автоматическую поточную линию производства печатных плат.
При ручном изготовлении указанный порядок следования операций должен сохраняться, так как слой фоторезиста и образованный им рисунок печатных проводников указывают на расположение отверстий. Следовательно, рисунок должен создаваться до сверления.
Операция сверления отверстий является процессом трудоемким, поскольку число отверстий, например, на платах среднего размера составляет несколько сотен, а на платах с ИМС в корпусах со штырьковыми выводами тысячи.
Таким образом, возникает проблема автоматизации сверления отверстий, решение которой можно достичь с использованием станков с числовым программным управлением (ЧПУ).
Изготовление ЧПУ для сверления отверстий в печатных платах упрощает весь процесс, делая его более приспособленным для дальнейшей автоматизации.
В соответствии со схемой электрической принципиальной разработана односторонняя печатная плата ОС с применением фольгированного стеклотекстолита с габаритными размерами 70мм×120мм.
При разводке были использованы печатные проводники шириной 0,8мм и 1,5мм (для силовой цепи управления).
Разводка платы производилась с использованием САПР P-CAD 2000 в ручном режиме.
Система автоматизированного проектирования радиоэлектронной аппаратуры P-CAD 2000 разработана фирмой "ACCEL Technologies, Inc." для ПЭВМ IBM PC / AT. Она работает под управлением операционных систем Windows 95 или Windows NT 4.0 и выше. Минимальный объем оперативной памяти для пользования системой должен быть не менее 16 Мбайт, рекомендуется 32 емкость памяти на жестком магнитном диске - не менее 50 Мбайт, необходим процессор Pentium 90. Возможности САПР P-CAD 2000 приведены в таблице 3.1.
САПР P-CAD 2000 позволяет выполнить следующие проектные операции:
— создание графических изображений компонентов принципиальной схемы и их физических образов;
— графический ввод чертежа принципиальной электрической схемы и чертежа печатной платы проектируемого устройства;
— одно и двухстороннее размещение элементов с планарными и многослойными контактными площадками на поле печатной платы с печатными и навесными (вырубными) шинами питания в интерактивном режиме и автоматическом режимах;
Таблица 5.1 – возможности САПР P-CAD 2000
| Характеристики | |
| Максимальное количество компонентов на плате | 2300 |
| Максимальное количество типов компонентов | 800 |
| Максимальное количество связей | 4000 |
| Максимальное количество контактов | 32767 |
| Максимальные размеры печатной платы | 600х600 мм (60х60 дюймов) |
— ручную и автоматическую трассировку печатных проводников произвольной ширины в интерактивном режиме;
— размещение межслойных переходов;
— автоматизированный контроль результатов проектирования печатной платы на соответствие принципиальной электрической схеме и технологическим ограничениям;
— автоматическую коррекцию электрической принципиальной схемы по результатам размещения элементов на печатной плате (после эквивалентной перестановки компонентов и их выводов);
— выпуск конструкторской документации (чертеж принципиальной схемы, деталировочный и сборочный чертежи) и технологической информации на проектируемую печатную плату.
Разработанный печатный узел имеет одностороннюю установку радиоэлементов. Расстояние от стенки корпуса до лицевой стороны основной печатной платы равно 25мм. Ширина устройства равна 70мм. Таким образом, габаритные размеры ОС следующие: 120мм×70мм×35мм.
6. Базовое програмное обеспечение
6.1 Блок-схема алгоритма работы микроконтроллера
Основной особенностью данного устройства является, необходимость создания условий для одновременной работы трёх программ: основной (где производится индикация, программирование АЦП и модуля MSSP, переключение режимов работы ОС а также обмен данными с ПК) и прерывающих программ высокого и низкого приоритета (где производится опрос датчиков, ИК-приёмника, включение режима оповещение при помощи СИФУ).
Работа программы начинается с инициализации контроллера и переменных. В инициализацию контроллера входит:
настройка портов на вывод или ввод и отключение подтягивающих резисторов;
включение таймеров TMR0, TMR1, TMR2 и настройка их предделителей;
настройка контроллера прерываний;
включение периферийных модулей MSSP, USART, ADC и их настройка;
очистка регистров общего назначения.
Настройка портов ввода-вывода выполняется согласно таблице 6.1.1:
Таблица 6.1.1 – направление портов ввода-вывода
| Порт и номер бита | Направление |
| PORTA,0PORTA,1PORTA,2PORTA,3PORTA,4PORTA,5 | вводвводвводвводвыводвывод |
| PORTB,0PORTB,1PORTB,2PORTB,3PORTB,4PORTB,5PORTB,6PORTB,7 | вводвводвводвводвводвводвводввод |
| PORTC,0PORTC,1PORTC,2PORTC,3PORTC,4PORTC,5PORTC,6PORTC,7 | выводвыводвыводвводвводвыводвводввод |
| PORTD,0PORTD,1PORTD,2PORTD,3PORTD,4PORTD,5PORTD,6PORTD,7 | выводвыводвыводвыводвыводвыводвыводвывод |
| PORTE,0PORTE,1PORTE,2 | выводвыводвывод |
Перед каждым таймером должен быть включен предделитель. Предделители настраиваются согласно таблице 6.1.2. Для опроса ИК-пульта используется таймер TMR0. Он необходим для измерения периода между двумя соседними импульсами в передаваемом пакете данных.
Для опроса датчиков, вкл.\выкл. нагрузки и переключения ступени в СИФУ использован таймер TMR1.
Таймер TMR2 используется при управлении нагрузкой методом импульсно-фазового управления. Значение, записанное в регистр данного таймера, определяет промежуток времени от перехода фазы сетевого напряжения через нулевой порог до включения триака VS4.
Таблица 6.1.2 – значение предделителя для таймеров.
| Таймер | Разрядность | Предделитель | Постделитель | Период |
| TMR0 | 8 бит | 1:64 | - | 16 мс |
| TMR1 | 16 бит | 1:1 | - | 65 мс |
| TMR2 | 8 бит | 1:16 | 1:2 | 8 мс |
Прерывающая программа состоит из прерываний высокого и низкого уровня. Прерывание INT0, которое возникает при переходе логического уровня с “0” в ”1” нулевого бита порта B, имеет высокий приоритет. Все остальные прерывания выполняются с низким приоритетом. Это необходимо для корректного опроса ИК-приёмника, подключенного к нулевому биту порта B.
ИК-пульт работает следующим образом. Выдается пакет, состоящий из 6 байт. Формат каждого передаваемого байта состоит из импульса сброса, стартового, 8 информационных и импульса чётности. Диаграмма передаваемого байта изображена на рисунке
Рисунок 6.1.1 – формат ИК-команд
Кодирование информации происходит следующим образом. Длительность паузы в 10 мс от импульса сброса R до стартового импульса S означает, что начата передача байта. Длительность паузы от стартового импульса до информационного (и между информационными) в 2 мс означает кодирование логического “0” а длительность в 4 мс – логической “1”. Таким же образом кодируется 9 бит чётности. Если длительность паузы не укладывается в данный диапазон, то считается что при передаче возникла ошибка, в результате чего данный пакет игнорируется. Пауза измеряется с помощью таймера TMR0. Если пауза была слишком большой, то TMR0 переполняется и начинает отсчет сначала, при этом выставляется влаг прерывания в регистре INTCON. Именно поэтому при измерении паузы необходимо проверять данный флаг прерывания. После того как весь пакет будет принят правильно, выставляется специальный флаг, который сообщает основной программе, что была принята команда с пульта. После проверки данного флага основная программа выполняет принятую команду. Формат передаваемого пакета изображён в таблице 6.1.3.
Таблица 6.1.3 – формат ИК протокола.
| № байта | Обозначение в программе | значение |
| 1 | ID_KEY | Идентификатор пульта |
| 2 | COMMAND | Передаваемая команда |
| 3 | PASS1 | 1 и 2 цифры пароля |
| 4 | PASS2 | 3 и 4 цифры пароля |
| 5 | PASS3 | 5 и 6 цифры пароля |
| 6 | PASS4 | 7 и 8 цифры пароля |
После получения пакета в прерывании проверяется байт идентификатора. Если он равен 15, то принятый пакет принадлежит пульту от данной ОС и выставляется флаг, который сообщает основной программе о том что была принятя команда с ПДУ. Пульт передаёт 4 различных команды. Их код приведён в таблице 6.1.4.
Таблица 6.1.4 – коды команд ПДУ.
| Код, hex | Значение |
| #A0 | Вкл.\выкл. силовой канал №1 |
| #B0 | Вкл.\выкл. силовой канал №2 |
| #C0 | Вкл.\выкл. силовой канал №3 |
| #EE | Переключить режим охранной системы |
В подпрограмме прерывания по переполнению таймера TMR1 производится опрос подключенных датчиков. Если какой-либо датчик выдаст логическую “1” на вход то если его срабатывание разрешено байтами SENSOR_MODE и HL_STAT устанавливается флаг, проверяемый в цикле главной программы. Также в данном векторе прерывания производится увеличение ступеньки СИФУ на 25.