Система управления микроволновой печью (стр. 2 из 3)
Рис.2
При реализации клавиатуры и индикации были применены дешифраторы К155ИД13 и два индикатора: трехсегментный E1-3040APR3 и четырехсегментный E3-4040APR2. При питании схемы использовался стабилизатор напряжения КР142ЕН5А. Все характеристики этих элементов приведены ниже.
Логическая блок-схема приведена на рисунках 3, 4, 5, 6.
Рис.3
Прерывание по таймеру 0
Рис. 4
Прерывание по таймеру 1
Рис.5
5. Спецификация элементов системы
Спецификация элементов используемых в системе приведена в таблице 3.
Таблица 3
| Обозначение элемента | Название элемента | Тип элемента |
| DD0,DD1 | Дешифратор | К155ИД13 |
| HG0 | Трехсегментный индикатор | Е1-3040APR3 |
| HG1 | Четырехсегментный индикатор | Е3-4040APR2 |
| R3…R9 | Резистор | 3 кОм |
| R2 | Резистор | 5 кОм |
| R0,R1 | Резистор | 1.5 кОм |
| R10 | Резистор | 5.1 кОм |
| DA1 | Стабилизатор | КР142ЕН5А |
| SW1…SW5 | Ключи | |
| K0,K1 | Реле | РЭС-6 |
| VT0, VT1 | Транзистор | КТ315Б |
| VT2…VT8 | Транзистор | КТ361Б |
| VD0,VD1,VD3, VD4 | Диод | VD522 |
| VD2, VD5 | Стабилитрон | 1N5240C |
| C0, C1 | Конденсатор | 0,33 мкФ |
| C3, C4 | Конденсатор | 30 пФ |
| С5 | Конденсатор | 10мФ |
| С2 | Конденсатор | 100мФ |
| ZQ | Кварцевый резонатор | 12 МГц |
6. Характеристики элементов
6.1 Стабилизатор фиксированного напряжения 5 вольт КР142ЕН5А
Микросхема КР142ЕН5А трехвыводной стабилизатор с фиксированным выходным напряжением 5 вольт могут найти применение в широком спектре радиоэлектронных устройств в качестве источниках питания логических систем, измерительной технике, устройств высококачественного воспроизведения и других радиоэлектронных устройств. Внешние компоненты могут быть использованы для ускорения переходных процессов. Входной конденсатор необходим только в том случае, если регулятор находиться на расстоянии более 5 см от фильтрующего конденсатора источника питания.
Существует четыре разновидности таких приборов - на это указывают буквы в конце маркировки: А, Б, В или Г. Чтобы обеспечить нормальную работу чипа, параллельно его входу подключают конденсатор не менее 1 мкФ, а параллельно выходу не менее 2,2 мкФ. Выходное стабилизированное напряжение для чипа с маркировкой А составляет 5±0,1 В, Б - 6±0,12 В, В - 5±0,18 В, Г - 6±0,21 В.
Номинальное входное напряжение - 15 В, минимальное для КР142ЕН5(А, В) - 7,5 В, для КР142ЕН5(Б, Г) - 8,5 В. Максимальный выходной ток для чипов с индексами А и Б - 3 А, для В и Г - 2 А. Собственный потребляемый ток - 10 мА. Рассеиваемая теплоотводом мощность - 10 Вт. Температура окружающей среды, при которых чипы сохраняют работоспособность - от -45°С до +100°С. [4], [5].
| Основные характеристикиДопустимый выходной ток 1АНе требуются внешние компонентыВнутренняя термозащитаЗащита выходного транзистораВнутреннее ограничение тока КЗ |  Рис. 6 | Расположение выводов1 Вход2 Земля3 Выход |
Электрические характеристики
Все параметры преведены в таблице 4 при Vin=10В, Iout=500mA, 0°C<Tj<125°C, Cin=0.33mF, Cout=0.1mF если не оговорено другое.
Таблица 4
| Наименование | Обозначение | Условия измерения | Мин. | Тип. | Макс. | Единица измерения | |
| Выходное напряжение | Vout | Tj=25°C | 4.9 | 5.0 | 5.1 | B | |
| 7B<Vin<20B5mA<Iout<1.0APt<15Вт | 4.75 | - | 5.25 | B | |||
| Нестабильность повходному напряжению | Voline | Tj=25°C | 7B<Vin<25B | - | 3 | 100 | mB |
| 8B<Vin<12B | - | 1 | 50 | mB | |||
| Нестабильность потоку нагрузки | Voload | Tj=25°C | 5mA<Iout<1.5A | - | 15 | 100 | mB |
| 250mA<Iout<750mA | - | 5 | 50 | mB | |||
| Ток покоя | Iq | Tj=25°C,Iout=0 | - | 4.2 | 8.0 | mA | |
| Нестабильность тока покоя | Iq | 7B<Vin<25B | - | - | 1.3 | mA | |
| 5mA<Iout<1.0A | - | - | 0.5 | mA | |||
| Выходное напряжение шума | Vn | Ta=25°C, 10Гц<f<100кГц | - | 40 | - | mkB | |
| Коэффициент подавления пульсации | Rrej | f=120Гц | 62 | 78 | - | дБ | |
| Падение напряжения | Vdrop | Iout=1.0A, Tj=25°C | - | 2.0 | - | B | |
| Выходное сопротивление | Rout | f=1 кГц | - | 17 | - | мОм | |
| Ток КЗ | Ios | Tj=25°C | - | 750 | - | mA | |
| Максимальный выходной ток | Io peak | Tj=25°C | - | 2.2 | - | A | |
| Температурная нестабильностьвыходного напряжения | VoutTj | Iout=5mA, 0°C<Tj<125°C | - | 1.1 | - | мВ/°C | |
Типовая схема включения
Рис. 7
Чертёж корпуса
Рис. 8Таблица 5
6.2 Дешифратор К155ИД13
Микросхема представляет собой дешифратор на 3 входа и 8 выходов для управления шкалой со сдвигом двух точек. Содержит 119 интегральных элементов. Корпус К155ИД13 типа 238.16-1, КМ155ИД13 типа 201.16-5. [4], [5].
Корпус ИМС К155ИД13
Рис. 9
Условное графическое обозначение ИМС К155ИД13
Рис. 10 1 - выход 7;2 - выход 6;3 - выход 5;4 - выход 4;5 - выход 3;6 - выход 2; 7 - выход 1;8 - общий;9 - выход 0;10 - "перенос";11 - вход 1;12 - вход 2; 13 - вход 3;14 - вход "запрет";15 - вход "перенос";16 - напряжение питания;
Электрические параметры
Параметры представлены в таблице 6.
Таблица 6
| 1 | Номинальное напряжение питания | 5 В  5 % |
| 2 | Выходное напряжение низкого уровня | не более 0,4 В |
| 3 | Выходное напряжение высокого уровня | 1,4...2,2 В |
| 4 | Входной ток низкого уровня | не более -1,6 мА |
| 5 | Входной ток высокого уровня | не более 0,04 мА |
| 6 | Напряжение на антизвонном диоде | не менее -1,5 В |
| 7 | Ток потребления | не более 70 мА |
| 8 | Входной пробивной ток | не более 1 мА |
| 9 | Ток утечки на выходе | не более -0,3 мА |
| 10 | Потребляемая статическая мощность | не более 367,5 мВт |
6.3 Индикаторы
Трехсигментный индикатор E1-3040APR3. [4]
10.16 мм, 3 разряда. Характеристики в таблице 7.
Таблица 7
| Цвет свечения | Кристалл | Vf(V) | Сила света Iv (ucd) | |||
| Материал | Длина волны (nm) | Раб. | Макс. | Мин. | Раб. | |
| Красный | GaP | 700 | 5.0 | 5.2 | 360 | 600 |
Четырехсигментный индикатор E3-4040APR2. [4]
10.16 мм, 4разряда. Характеристики в таблице 8.
Таблица 8
| Цвет свечения | Кристалл | Vf(V) | Сила света Iv (ucd) | |||
| Материал | Длина волны (nm) | Раб. | Макс. | Мин. | Раб. | |
| Красный | GaP | 700 | 5.0 | 5.2 | 360 | 600 |
7. Программа
7.1 Структура программы
Написание и отладка программы производились в программе ProView фирмы Franklin Software Inc.
ProView фирмы Franklin Software Inc. – интегрированная среда разработки программного обеспечения для однокристальных микроконтроллеров семейства Intel 8051 и его клонов. Она включает в себя всё, что нужно для создания, редактирования, компиляции, трансляции, компоновки, загрузки и отладки программ:
- стандартный интерфейс Windows,
- полнофункциональный редактор исходных текстов с выделением синтаксических элементов цветом,
- организатор проекта,
- транслятор с языка C,
- ассемблер,
- отладчик,
- встроенную справочную систему.
Среда разработки подобна Visual C++ Microsoft и Borland C++ для Windows.
ProView объединяет все этапы разработки прикладной программы в единый рекурсивный процесс, когда в любой момент времени возможен быстрый возврат к любому предыдущему этапу.
Программу можно поделить на 4 блока:
1. Инициализация данных.
2. Основной бесконечный цикл.
3. Обработка прерывания по таймеру Т/С 0.
4. Обработка прерывания по таймеру Т/С 1.
В 1-м блоке инициализируются данные и запускается таймер Т/С 0, отвечающий за обновление индикаторов и опрос клавиатуры.
Основной бесконечный цикл отвечает за обновление 3-х байтов, в которых содержится визуальное значение мощности.
Главная же часть программы содержится в 3-м блоке. Прерывание вызывается с частотой 700 Гц, чтобы обеспечить своевременное обновление значений на 7-ми индикаторах (3 индикатора отвечают за мощность, остальные отображают время), не заметное для человеческого глаза.
Параллельно с обновлением значений производится опрос клавиатуры. Если клавиша была нажата, то определяется, какая и допустимо ли действие, которое должно быть вызвано нажатием данной кнопки (например, нельзя увеличить максимальную мощность). Если действие допустимо, то оно производится. Возможные действия: увеличение/уменьшение мощности, увеличение времени, включение микроволновой печи, выключение, сброс времени. В случае включения печи, происходит запуск таймера Т/С 1, который отвечает за обратный отсчет времени, в течение работы микроволновой печи.