СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №2/2013

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ подключения радиомодуля без каких либо задержек и программной обра ботки этих данных. По сути дела в этом режиме устройство является преобра зователемуровнейинтерфейсовUART– RS 232 для радиочастотного модуля. Подробнее о тестировании и настрой ке радиомодуля будет сказано ниже. Аппаратная платформа для реализа ции первичных часов была выбрана с учётом наличия вМК не менее трёх ап паратных интерфейсов UART. При этом приложение не предъявляет осо бых требований к производительнос ти процессорного ядраМК. Указанным условиям удовлетворяет 32 разрядный МК LPC1768 производства фирмыNXP. В макете устройства LPC1768 исполь зовался в составе отладочной (де монстрационной) платы MCB1760 производства Keil Software. На этой плате, помимо МК, имеется вся мини мально необходимая аппаратная «об вязка»: стабилизаторы напряжений +3,3 В для питания цифровой и ана логовой частей МК, кварцевый резо натор, цветной графический ЖКИ, линейка светодиодов с драйверами, кнопка, пятипозиционный кнопоч ный манипулятор «джойстик», УМЗЧ с миниатюрной динамической голов кой, разъём для программирования и отладки встроенных программ МК (ARM Standard JTAG Connector), разъ ёмы для подключения к четырём име ющимся в составе периферии МК ин терфейсамUART, а также преобразова тели уровней интерфейсов UART – RS 232 и стандартные 9 контактные гнёзда D Sub для двух из них. Типовой ток потребления платы от источника +5 В составляет 65 мА, максимальный – 120 мА. Принципиальная схема первичных часов показана на рисунке 4, а общий вид макета устройства – на рисунке 5. Как можно видеть из рисунка, радио частотный модуль ZigBee DA3 с эле ментами питания и «обвязки» (стаби лизатор напряжения +3,3 В DA2, эле менты R1, R2, R4 – R7, C1, C4, C5, C7, VD2) размещены на отдельной мон тажной плате. Стабилизатор DA2 уста новлен на теплоотводе площадью 5…6 см 2 в виде лужёного участкафольги намонтажнойплате. Номинальный ток потребления радиомодуля XBP08 DP от источника +3,3 В в режиме передачи (при максимальной мощности пере датчика 315 мВт) составляет 500 мА, максимальный – до 800 мА; в режиме приёма – не более 65 мА. Модуль GPS приёмника DA1 также питается от ста билизатора DA2; максимальный ток потребления не превышает 50 мА. Та ким образом, совокупный максималь ный ток потребления всего устройства (при использовании платы MCB1760) по напряжению +3,3 В не превышает 970 мА. Питание всех стабилизаторов +3,3 В осуществляется от источника +5 В, который должен обеспечивать указанный ток нагрузки. Схема остальной части первичных часов (контроллера), показанная на рисунке 4, представляет собой упро щённый вариант принципиальной схемы платы MCB1760, содержащий все необходимые для функционирова ния устройства элементы, цепи и со единения. Полная принципиальная схема платы в виде pdf файла доступна в [4]. Разъём X4 JTAG, предназначен ный для загрузки и отладки управляю щей программыМК, – стандартный 20 контактный [6]. Каждый из конденса торов C13 – C16, C17 – C22 должен располагаться в непосредственной близости от соответствующего ему вы вода питания МК DD1. Светодиоды HL1 – HL4 – любые малогабаритные для поверхностного монтажа, рассчи танные на рабочий ток 5…10 мА. Переключение режимов осущест вляется в устройстве по кольцу с помощью «штатного» манипулятора «джойстик» отладочной платы, в кото ром используется только одна пози ция – «нажатие вниз». На схеме рис. 4 эта позиция показана в виде простой кнопки (SB1 «Режим»). Перевод в ак тивный уровень признака наличия/от сутствия звукового сигнала произво дится нажатием на кнопку SB2 «Звук» (на оригинальной схеме платы эта кнопка обозначена INT0). Сигнал ос таётся в активном уровне, пока эта кнопка удерживается нажатой. При этом устройство вырабатывает на вы воде 6 DD1 контрольный звуковой сиг нал – меандр с частотой 500 Гц, кото рый может быть подан на вход «штат 57 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 2 2013 Цепи управления и индикации Контроллер Радиочастотный модуль ZigBee Преобразователь уровней UART – RS-232 Консольный порт RS-232 Микроконтроллер (МК) UART UART UART Цепи управления и индикации Контроллер Радиочастотный модуль ZigBee Преобразователь уровней UART – RS-232 Преобразователь уровней UART – RS-232 Консольный порт RS-232 Порт RS-232 Микроконтроллер (МК) Резервная батарея модуля часов реального времени + – UART UART UART Радиочастотный модуль ZigBee Модуль GSM-приёмника Рис. 3. Структурные схемы а – первичных часов, б – вторичных часов, в – радиоретранслятора а) б) в)