Организация последовательного интерфейса

В проектируемой системе управления для связи с внешним устройством используется последовательный интерфейс RS449. Роль приемопередатчика используется встроенный в микроконтроллер модуль USART. Для формирования уровней сигналов соответствующих интерфейсу RS449 используется мультистандартный преобразователь уровней MXL1543. Схема его включения приведена на рисунке 10.

Рисунок 10 - Схема включения преобразователя уровней MXL1543

Подключение к внешнему устройству осуществляется через 37-штырьковый разъем DB-37.

Синхронизация контроллера

Для формирования тактового сигнала микроконтроллера предусмотрен внутренний генератор. Тактовый сигнал необходим для выполнения инструкций микроконтроллера и работы периферийных модулей. Внутренний машинный цикл микроконтроллера состоит из четырех периодов тактового сигнала.

Тактовый генератор микроконтроллера может работать в одном из восьми режимов. Существуют два режима внутреннего RC генератора, отличающихся между собой режимом работы вывода микроконтроллера. Режим работы тактового генератора определяется битами в слове конфигурации, расположенными в энергонезависимой памяти. Настроить биты конфигурации можно только при программировании микроконтроллера.

В данной системе управления в микроконтроллере используется режим XT, который используется для приложений со средней частотой тактового генератора. Данный режим предполагает использование внешнего кварцевого резонатора.

Чтобы обеспечить заданную частоту был выбран кварцевый резонатор с параллельным резонансом типа CDA4.00MG, который имеет частоту основной гармоники 4МГц.

Чем больше ёмкость конденсаторов С1 и С2, тем стабильнее генератор, но с повышением ёмкости увеличивается время запуска генератора, т.е. выхода колебаний на главную последовательность.

Для ожидания запуска генератора используется специальный таймер запуска генератора (OST - Oscillator Startup Timer), который обеспечивает задержку в 1024 такта генератора (вход OSC1).

Рекомендуемые значения емкостей конденсаторов C1 и C2 для режима XT и частоты резонатора 4МГц находятся в диапазоне 15…68пФ. Поскольку важна стабильность генератора, то значения емкостей C1 и C2 будут равны 68 пФ.

Для формирования секундных импульсов используется таймер TMR1 с отдельным генератором. Генератор работает в низкочастотном режиме LP. К выводам генератора подключен кварцевый резонатор ZQ2 типа C-001 R32.768K-A работающий на частоте 32,768 кГц. Для данной частоты рекомендуется емкость конденсаторов C3 и C4 33пФ.

Схема подключения кварцевых резонаторов к микроконтроллеру PIC16F873 приведена на рисунке 11.

Рисунок 11 - Схема подключения кварцевых резонаторов к микроконтроллеру PIC16F873

Сброс контроллера

Схема сброса контроллера приведена на рисунке 12. При нажатии на кнопку SB1 на вывод MCLR микроконтроллера подается низкий уровень, что приводит к сбросу микроконтроллера.

Рисунок 12 - Схема сброса микроконтроллера