Современная электроника №1/2022

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 52 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 1 2022 контекстного меню, которое вызывают щелчком правой кнопки мыши по пик- тограмме датчика на схеме) определим следующие параметры (рис. 6б): ● текущее значение температуры (по- ле Temperature ( ° С)) – в нашем при- мере 21,00; –6,00; –14,00 ° С; ● точность измерения (поле Granularity) – 1 ° С; ● количество знаков после запятой (по- ле Decimal Digits) – 2. С помощью переключателей « ↑ » и « ↓ », размещённых на пиктограмме (рис. 7), температуру датчика можно подстраи- вать на схеме. Датчик LM75AD (цифровой темпера- турный датчик с интерфейсом I 2 C) име- ет восемь контактов, назначение кото- рых следующее: ● GND – «земля»; ● А0, А1, А2 – линии, задающие адрес устройства; ● OS – сигнал превышения заданного порога температуры; ● SDA, SCL – линии шины I 2 C; ● VСС – напряжение питания +5 В. Линии питания и «земли» на пикто- грамме датчика в Proteus отсутствуют. Микросхема LM75AD содержит встроенную оперативную память и схему слежения для контроля выхода температуры за установленное пользо- вателем пороговое значение. Взаимо- действие микросхемы с микроконтрол- лером обеспечивает двухпроводный последовательный интерфейс I 2 C, кото- рый представляет собой две линии: одна (SDA) используется для переда- чи данных, другая (SCL) – для такто- вых сигналов. В нашем примере для шины I 2 C используются линии РА0 и РА1 микроконтроллера. Через резисто- ры R1 (3,3 кОм), R2 (4,7 кОм) обе линии подключены к источнику питания +5 В. Slave-адрес каждого устройствашины I 2 Cпредставляет собой байт, где четыре старших бита являются идентификато- ром типа устройства. Значение следую- щих трёх битов является адресом устрой- ства. Самый младший бит slave-адреса определяется тем, что хочет делать основное устройство master – читать или записывать. Причтении этот бит – 1, при записи– 0. Часть slave-адреса А0…А2 является адресом устройства, для опре- деления которого его соответствующие выводы А0, А1 и А2 подключают к «зем- ле» или через подтягивающие резисто- ры ёмкостью1 кOм к напряжению+5 В. В нашем примере к шине I 2 C подклю- чено три ведомых устройства (датчики температуры). Комбинация сигналов на выводах А0…А2 определяет номер дат- чика на шине. Датчик DD1 определён как ведомое устройство под номером 0 (все его адресные выводы подключены к «земле»). ДатчикамDD2 и DD3 присво- ены номера 1 и 7, что определено ком- бинацией сигналов 100 (вывод А0 под- ключён к напряжению +5 В, а выводы А1 и А2 – к «земле») и 111 (все адресные выводы подключены к напряжению +5 В) на выводах А0…А2. После переда- чи адреса начинается передача данных. Для настройки параметров микро- контроллера откроем окно его свойств (рис. 6в) и укажемпуть кфайлу hex (или cof) на диске компьютера (поле Program File), значение тактовойчастотымикро- контроллера (поле Clock Frequency) – 3,6864 МГц и частоты сторожевого тай- мера Watchdog Clock (поле Advanced Properties) – 3,6864МГц. Вокне настроек резисторов (рис. 6г) в поле Resistance ука- жемих сопротивление (для R1 – 3,3 кОм, для R2 – 4,7 кОм, для R3, R4 – 1 кОм). Для исследования работы интерфей- са I 2 C применим такой виртуальный инструмент программы Proteus, как четырёхканальный осциллограф, кана- лы А и В которого подключим к выво- дам РА0, РА1 микроконтроллера так, как показано на рис. 3, для чего выбе- рем строку OSCILLOSCOPE на панели INSTRUMENTS (рис. 8) и разместим при- бор при помощи мыши в рабочем поле программы. Чтобы открыть панель INSTRUMENTS, на левой панели инстру- ментов схемного редактора нажмём на пиктограмму Virtual Instruments Mode. В Proteus осциллограф имеет четыре сигнальных входа (каналы А, В, C и D) и можетотображатьосциллограммычеты- рёх сигналов одновременно. Осцилло- граф заземлён по умолчанию, поэто- му вывод заземления отсутствует. Также отсутствуетивыводвнешнейсинхрони- зации. Лицеваяпанельприбораоткрыва- етсявследствие запускасимуляциисхемы. Пиктограмма используется для под- ключения прибора к схеме, в свою оче- редь, лицевая панель предназначена для настройки прибора и наблюдения фор- мыисследуемыхсигналов. Влевойчасти лицевой панели четырёхканального осциллографарасположенграфический дисплей, которыйпредназначендля гра- фическогоотображенияформысигнала, а именно: для отображения напряжения по вертикальной оси и, соответственно, времени по горизонтальной оси. Также прибор оснащён курсорами для прове- денияизмеренийвовременнойобласти, которыепринеобходимостиможнопере- мещатьприпомощилевойкнопкимыши. Добавлениекурсоровстановитсявозмож- ным после нажатия на кнопку Cursors в окне Trigger панели управления осцил- лографа, которая находится в правой части его лицевой панели и предназна- чена для настройки отображения изме- ряемого сигнала. На панели управления размещеношесть оконнастроек: ● Trigger (Синхронизация); ● Channel A (Канал А); ● Channel C (Канал С); ● Channel B (Канал В); ● Channel D (Канал D); ● Horizontal (Развёртка). ВнижнейчастиокнаChannel Aраспо- ложена ручка, припомощикоторой зада- Рис. 7. Приближённый вид датчика температуры LM75AD на схеме Рис. 8. Открытие с помощью кнопки Virtual Instruments Mode панели INSTRUMENTS и выбор четырёхканального осциллографа