На основі ТЕНів з ребрами і потужністю 1,6 кВт виготовляють компактні електрокалорифери, зокрема ОКБ-3083, ОКБ-3084, ОКБ-3085 потужністю 20, 40, 100 кВт і напругою живлення 380В [4,123].

В лісосушильних камерах можна використовувати опалювальні електрокалорифери СФО потужністю 16…250 кВт, напругою живлення 380В призначені для нагріву повітря до 100 оС.

3.2.5 Циркуляційний насос

Циркуляційний насос - один з найважливіших елементів системи водопостачання. Він змушує рідину циркулювати в замкнутом контурі, що підвищує тепловіддачу в системі опалення.
Циркуляційні насоси Grundfos мают просте електричне підєднання, низкий рівень шуму, високоякісні матеріали, низке енергоспоживання , захист електродвигуна не потрібен, широкая номенклатура та широкий спектр використання.
Циркуляційний насос дозволяет підтримувати постійну температуру води в системі горячого вододопостачання.

Для циркулювання води в водяному контурі обігріву камери вибираємо циркуляційний насос Grundfos UPS 25-20.

Таблиця 3.6.

Тип продукту	Монтажная довжина, мм	Трубне з'єднання	Класс захисту	Допустима температура рідини
UPS 25-20	180	G 11/2"	IP44	+2°C..+110°C

Рис. 3.11. Циркуляційний насос.

Особливості та переваги:

- Довговічні керамічні підшипники

- Зручність монтажу

- Вбудоване теплове реле

- Не потребує технічного обслуговування

- Низкий рівень шуму

- Низкий рівень енергоспоживання

- Широкий рабочий діапазон

- Довгий строк служби

- Однофазне виконання має вбудований модуль захисту електродвигуна.

Технічні дані:

- Витрата до: 10 м3/ч;

- Напор до: 12 м;

- Температура перекачуваної рідини: від -25 С до +110 С4;

- Макс. тиск: 10 бар;

3.3 Вибір мікроконтролера

Для виконання поставлених до системи автоматизації вимог вибираємо комплекс побудований на базі мікроконтролера PIC16F877 та засобів вимірювання та індикації стану системи автоматизації.

PIC16F877 однокристальний 8-розрядний FLASH CMOS мікроконтролер компанії Microchip Technology Incorporated. [5,22]

3.3.1 Характеристика мікроконтролера:

Високошвидкісна RISC архітектура 35 інструкцій усі команди виконуються за один цикл, крім інструкцій переходів, виконуваних за два цикли. Основні характеристики мікроконтролера PIC16F877 приведені в таблиці 3.7.

Таблиця 3.7.

Основні характеристики

Параметр	Опис, характеристика
Тактова частота	DC - 20МГц
Скидання (затримка скидання)	POR, BOR (PWRT, OST)
FLASH пам'ять програм (14-розрядних слів)	8K
Пам'ять даних (байт)	368
EEPROM пам'ять даних (байт)	256
Переривань	14
Порти вводу/виводу	Порти A,B,C,D,E
Таймери	3
Модуль захвату/порівняння/ШІМ	2
Модулі послідовного інтерфейсу	MSSP, USART
Модулі паралельного інтерфейсу	PSP
Модуль 10-розрядного АЦП	8 каналів
Інструкцій	35

- Прямий, непрямий і відносний режим адресації

- Скидання по включенню живлення (POR)

- Таймер скидання (PWRT) і таймер чекання запуску генератора (OST) після включення живлення Сторожовий таймер WDT із власним RC генератором

- Програмований захист пам'яті програм

- Режим енергозбереження SLEEP

- Вибір параметрів тактового генератора

- Високошвидкісна, енергозберігаюча CMOS FLASH/EEPROM технологія

- Цілком статична архітектура

- Програмування в готовому пристрої (використовується два виводи мікроконтролера) Низьковольтний режим програмування

- Режим внутріньосхемного налагодження (використовується два виводи мікроконтролера)

- Широкий діапазон напруг живлення від 2.0В до 5.5В

- Підвищена навантажувальна здатність портів введення/виводу (25ма)

- Мале енергоспоживання:

- < 0.6 мA @ 3.0V, 4.0 Мгц

- 20мкA @ 3.0V, 32 Kгц

- < 1 мкA в режимі енергозбереження.

Характеристика периферійних модулів:

Таймер 0: 8-розрядний таймер/лічильник з 8-розрядним програмованим передподільником Таймер 1: 16-розрядний таймер/лічильник з можливістю підключення зовнішнього резонатора.

Таймер 2: 8-розрядний таймер/лічильник з 8-розрядним програмованим передподільником і вихідним дільником.

Два модулі порівняння/захвату/ШІМ (РСР):

- 16-розрядний захват (максимальна роздільна здатність 12.5нс)

- 16-розрядний порівняння (максимальна роздільна здатність 200нс)

- 10-розрядний ШІМ

Багатоканальне 10-розрядне АЦП

Послідовний синхронний порт MSSP

- ведучий/ведомий режим SPI

- ведучий/ведомий режим I2C

Послідовний cинхронно-асинхронний прийомопередатчик USART з підтримкою детектувания адреси.

Ведучий 8-розрядний паралельний порт PSP з підтримкою зовнішніх сигналів -RD, -WR, -CS

Детектор пониженої напруги (BOD) для скидання по зниженню напруги живлення (BOR) [8,93]

Електро-технічні характеристики

Гранична робоча температура від -55°С до +125°С

Температура зберіганняння від-65°С до +150°С

Напруга Vdd відносно Vss від -0.3В до +7.5В

Напруга -MCLR відносно Vss від 0В до +14В

Напруга RA4 відносно Vss від 0В до +8.5В

Напруга на інших вивожах відносно Vss від -0.3В до Vo+0.ЗВ

Максимальний струм Vss З00мА

Максимальний струм Vdd 250ма

Вхідний замикаючий струм Iik (Vi < 0 або Vi> Vdd) ±20ма

Вихідний замикаючий струм Iok (Vo < 0 або Vo > Vdd) ±20ма

Максимальний вихідний струм стоку каналу вводу/виводу 25ма

Максимальний вихідний струм джерела каналу вводу/виводу 25ма

Максимальний вихідний струм стоку портів вводу /виводу PORTA, PORTB і PORTE 200ма

Максимальний вихідний струм джерела портів вводу /виводу PORTA, PORTB і PORTE 200ма

Максимальний вихідний струм стоку портів вводу /виводу PORTC і PORTD 200ма

Максимальний вихідний струм джерела портів вводу /виводу PORTC і

PORTD 200ма

Мікроконтролер PIC16F874/877 випускаються в 40-вивідному корпусі

Тип корпуса: PDIP40 - 600т

Рис 3.12. Технологічні розміри мікроконтролера PIC16F874/877.

Таблиця 3.7.

Технологічні розміри

Одиниці виміру	Міліметри
Межі розмірів	Мин.	Ном.	Макс.
Число виводів	n		40
Відстань між виводами	Р		2.54
Висота корпуса	А	4.06	4.45	4.83
Товщина корпуса	А2	3.56	3.81	4.06
Відстань між корпусом і платою	А1	0.38
Ширина корпуса з виводами	Е	15.11	15.24	15.88
Ширина корпуса	Е1	13.46	13.84	14.22
Довжина корпуса	D	51.94	52.26	52.45
Довжина нижньої частини виводу	L	3.05	3.30	3.43
Товщина виводу	с	0.20	0.29	0.38
Ширина верхньої частини виводу	B1	0.76	1.27	1.78
Ширина нижньої частини виводу	B	0.36	0.46	0.56
Повна ширина корпуса з виводами	еВ	15.75	16.51	17.27
Кут фаски верхньої частини корпуса	a	5	10	15
Кут фаски нижньої частини корпуса	b	5	10	15

Детальний опис виводів мікроконтролера PIC16F877 приведений в таблиці 3.9.

Таблиця 3.9.

Призначення виводів мікроконтролера PIC16F877

Позначення виводу	№	Тип І/О/Р	Тип буфера	Опис
OSC1/CLKIN	13	І	ST/CMOS(3)	Вхід генератора / вхід зовнішнього тактового сигналу
OSC2/CLKOUT	14	О	-	Вихід генератора. Підключається кварцовий або керамічний резонатор. У RC режимі тактового генератора на виході OSC2 є тактовий сигнал CLKOUT, рівний Fosc/4.
-MCLR/VPP	1	І/Р	ST	Вхід скидання мікроконтролера або вхід напруги програмування. Скидання мікроконтролера відбувається при низькому логічному рівні сигналу на вході.
RAO/ANO RA1/AN1 RA2/AN2/VREF-RA3/AN3/VREF+ RA4/TOCKI RA5/-SS/AN4	2 3 4 5 6 7	I/O I/O I/O I/O I/O I/O	TTL TTL TTL TTL ST TTL	Двунаправлений порт вводу/виводу PORTA. RAO може бути налаштований як аналоговий канал 0 RA1 може бути налаштований як аналоговий канал 1 RA2 може бути налаштований як аналоговий канал 2 або вхід негативної опорної напруги RA3 може бути налаштований як аналоговий канал 3 або вхід позитивної опорної напруги RA4 може використовуватися як вхід зовнішнього тактового сигналу для TMRO. Вихід з відкритим стоком. RA1 може бути налаштований як аналоговий канал 1 або вхід вибору мікросхеми в режимі відомого SPI
RBO/INT RB1 RB2 RB3/PGM RB4 RB5 RB6/PGC RB7/PGD	33 34 35 36 37 38 39 40	I/O I/O I/O I/O I/O I/O I/O I/O	TTL/ST(1) TTL TTL TTL TTL TTL TTL/ST(2) TTL/ST(2)	Двунаправлений порт вводу/виводу PORTB. PORTB має програмно підключаємі підтягуючі резистори на входах. RBO може використовуватися як вхід зовнішніх переривань. RB3 може використовуватися як вхід для режиму низьковольтного рограмування. Переривання по зміні рівня вхідного сигналу. Переривання по зміні рівня вхідного сигналу. Переривання по зміні рівня вхідного сигналу або вивід для режиму внутрішньосхемного налагодження ICD. Тактовий вхід у режимі програмування. Переривання по зміні рівня вхідного сигналу або вивід для режиму внутрішньосхемного налагодження ICD. Вивід даних у режимі програмування.
RCO/T1OSO /T1CKI	15	I/O	ST	Двунаправлений порт вводу/виводу PORTC. RCO може використовуватися як вихід генератора TMR1 або входу зовнішнього тактового сигналу для TMR1 .
RC1/T1OSI /CCP2	16	I/O	ST	RC1 може використовуватися як вхід генератора для TMR1 або виводу модуля РСР2.
RC2/CCP1	17	I/O	ST	RC2 може використовуватися як вивід модуля РСР1.
RC3/SCK/SCL	18	I/O	ST	RC3 може використовуватися як вхід/виходу тактового сигналу в режимі SPI і I2C.
RC4/SDI/SDA RC5/SDO RC6/TX/CK RC7/RX/DT	23 24 25 26	I/O I/O I/O I/O	ST ST ST ST	RC4 може використовуватися як вхід даних у режимі SPI або вхід/вихід даних у режимі I2C. RC5 може використовуватися як вихід даних у режимі SPI. RC6 може використовуватися як вивід передавача USART в асинхронному режимі або виводу синхронізації USART у синхронному режимі. RC6 може використовуватися як вивід приймача USART в асинхронному режимі або виводу даних USART у синхронному режимі.
RDO/PSPO RD1/PSP1 RD2/PSP2 RD3/PSP3 RD4/PSP4 RD5/PSP5 RD6/PSP6 RD7/PSP7	19 20 21 22 27 28 29 30	I/O I/O I/O I/O I/O I/O I/O I/O	ST/TTL(3) ST/TTL(3) ST/TTL(3) ST/TTL(3) ST/TTL(3) ST/TTL(3) ST/TTL(3) ST/TTL(3)	Двунаправлений порт вводу/виводу PORTD або ведучий паралельний порт для підключення до шини мікропроцесора
RE0/D/AN5 RE1/WR/AN6 RE2/CS/AN7	8 9 10	I/O I/O I/O	ST/TTL(3) ST/TTL(3) ST/TTL(3)	Двунаправлений порт вводу/виводу PORTE. RE0 може використовуватися як керуючого входу читання PSP або аналогового каналу 5
				RE1 може використовуватися для керуючого входу запису PSP або аналогового каналу 6 RE2 може використовуватися як керуючого входу вибору PSP або аналогового каналу 7
Vss	12,31	P	-	Загальний вивід для внутрішньої логіки і портів вводу/виводу
vdd	11,32	P	-	Позитивна напруга живлення для внутрішньої логіки і портів вводу/виводу
NC	-	-	-	Ці виводи в середині мікросхеми не підключені.

Позначення: I = вхід, О = вихід, I/O = вхід/вихід, Р = живлення, - = не використовується, TTL = вхідний буфер ТТЛ, ST = вхід із тригером Шмідта.

EEPROM пам'ять даних і FLASH пам'ять програм

Дані з EEPROM пам'яті і FLASH пам'яті програм можуть бути прочитані/перезаписані в нормальному режимі роботи мікроконтролера у всьому діапазоні напруги живлення Vdd. Операції виконуються з одним байтом для EEPROM пам'яті даних і одним словом для FLASH пам'яті програм. Запис виконується за принципом "стирання - запис" для кожного байта або слова. Сформована кодом програми операція стирання не може виконана при включеному захисті запису.

Доступ до пам'яті програм дозволяє виконати обчислення контрольної суми. Дані, записані в пам'яті програм, можуть використовуватися у виді: 14-розрядних чисел, каліброваної інформації, серійних номерів, упакованих 7-розрядних символів ASCII і т.д. У випадку виявлення недійсної команди в пам'яті програм, виконується порожній цикл NOP.

Число циклів стирання/запису для FLASH пам'яті програм значно нижче в порівнянні з EEPROM пам'яттю даних, тому EEPROM пам'ять даних повинна використовуватися для збереження часто змінюваних даних. Час запису даних керується внутрішнім таймером, він залежить від напруги живлення, температури і має невеликий технологічний "розкид". [8,276]

При записі байта або слова автоматично стирається відповідний осередок, а потім виконується запис. Запис у EEPROM пам'ять програм не впливає на виконання програми, а при записі в FLASH пам'ять програм виконання програми зупиняється на час запису. Не можна звернутися до пам'яті програм під час циклу запису. Протягом операції запису тактовий генератор продовжує працювати, периферійні модулі включені і генерують переривання, що "ставляться в чергу" до завершення циклу запису. Після завершення запису виконується завантажена команда (через конвеєрну обробку) і відбувається перехід по вектору переривань, якщо переривання дозволене й умова переривання відбувалася під час запису.

Доступ до функцій запису/читання EEPROM пам'яті даних і FLASH пам'яті програм виконується через шість регістрів спеціального призначення:

EEDATA;

EEDATH;

EEADR;

EEADRH;

EECON1;

EECON2.

Операції читання/запису EEPROM пам'яті даних не припиняють виконання програми. У регістрі EEADR зберігається адреса осередку EEPROM пам'яті даних. Дані зберігаються/читаються з регістра EEDATA. Старший біт адреси в регістрі EEADR завжди повинний дорівнювати нулеві, тому що не підтримується циклічна адресація (тобто осередок з адресою 0x80 не відображається на 0x00). У PIC16F877 обсяг EEPROM пам'яті даних 256 байт (використовуються усі 8-розрядів регістра EEADR).

Читання FLASH пам'яті програм не впливає на виконання програми, а під час операції запису виконання програми припинене. У спарених регістрах EEADRH:EEADR зберігається 13-розрядна адреса комірки пам'яті програм, до якого необхідно зробити звертання. Спарені регістри EEADRH:EEADR містять 14-розрядні дані для запису або відображають значення з пам'яті програм при читанні.

3.3.2 Особливості мікроконтролерів PIC16F87X

В даний час, пристрої працюючі в режимі реального часу часто містять мікроконтролер як основний елемент схеми. PIC16F87X мають багато удосконалень підвищену надійність системи, що знижують вартість пристрою і число зовнішніх компонентів. Мікроконтролери PIC16F87X мають режими енергозбереження і можливість захисту коду програми.

Основні переваги:

Вибір тактового генератора

Скидання:

- скидання по включенню живлення (POR);

- таймер включення живлення (PWRT);

- таймер запуску генератора (OSC);

- скидання по зниженню напруги живлення (BOR).

Переривання

Сторожовий таймер (WDT)

Режим енергозбереження (SLEEP)

Захист коду програми

Область пам'яті для ідентифікатора

Внутрішньосхемне програмування по послідовному порту (ICSP)

Режим низьковольтного послідовного програмування

Режим внутріньосхемного налагодження (ICD)

У мікроконтролери PIC16F87X убудований сторожовий таймер WDT, що може бути виключений тільки в бітах конфігурації мікроконтролера. Для підвищення надійності сторожовий таймер WDT має власний RC генератор.

Додаткових два таймери виконують затримку старту роботи мікроконтролера. Перший, таймер запуску генератора (OST), утримує мікроконтролер у стані скидання, поки не стабілізується частота тактового генератора. Другий, таймер включення живлення (PWRT), спрацьовує після включення живлення й утримує мікроконтролер у стані скидання протягом 72мс (типове значення), поки не стабілізується напруга живлення. У більшості додатків ці функції мікроконтролера дозволяють виключити зовнішні схеми скидання.

Режим SLEEP призначений для забезпечення наднизького енергоспоживання. Мікроконтролер може вийти з режиму SLEEP по сигналі зовнішнього скидання, по переповненню сторожового таймера або при виникненні переривань.

Вибір режиму роботи тактового генератора дозволяє використовувати мікроконтролери в різних додатках. Режим тактового генератора RC дозволяє зменшити вартість пристрою, а режим LP знизити енергоспоживання. Біти конфігурації мікроконтролера використовуються для вказівки режиму його роботи. [5,62]

3.3.3 Система команд мікроконтролера

Кожна команда мікроконтролерів PIC16F87X складається з одного 14-розрядного слова, розділеного на код операції (OPCODE), що визначає тип команди й один або трохи операндов, що визначають операцію команди. Команди розділені на наступні групи: байт орієнтовані команди, біт орієнтовані команди, команди керування й операцій з константами.

Для байт орієнтованих команд “f” є покажчиком регістра, а “d” покажчиком адресата результату. Покажчик регістра визначає, який регістр повинний використовуватися в команді. Покажчик адресата визначає, де буде збережений результат. Якщо 'd'=0, результат зберігається в регістрі W. Якщо 'd'=1, результат зберігається в регістрі, що використовується в команді.

У біт орієнтованих командах “b” визначає номер біта задіяного в операції, а “f” - покажчик регістра, що містить цей біт.

У командах керування або операціях з константами 'к' представляє вісім або одинадцять біт константи або значення литералів.

Система команд акумуляторного типу, ортогональна і розділена на три основних групи:

Байт орієнтовані команди;

Біт орієнтовані команди;

Команди керування й операцій з константами.

Усі команди виконуються за один машинний цикл, крім команд умови, у яких отриманий щирий результат і інструкцій значення лічильника команд PC. У випадку виконання команди за два машинних цикли, у другому циклі виконується інструкція NOP. Один машинний цикл складається з чотирьох тактів генератора. Для тактового генератора з частотою 4 Мгц усі команди виконуються за 1мкс, якщо умова істина або змінюється лічильник команд PC, команда виконується за 2мкс.

Таблиця 3.10.

Список команд мікроконтролерів PIC16F87X

Мнемоніка команди	Опис	Цикл	14-розрядний код	флаг	Прим.
			Біт 13	Біт 0
Байт орієнтовані команди
ADDWF f,d	Складання W і f	1	00 0111	dfff ffff	C,DC,Z	1,2
ANDWF f,d	Побітове 'І' W і f	1	00 0101	dfff ffff	z	1,2
CLRF f	Очистити f	1	00 0001	Ifff ffff	z	2
CLRW	Очистити W	1	00 0001	0xxx xxxx	z
COMF f,d	Інвертувати f	1	00 1001	dfff ffff	z	1,2
DECF f,d	Вирахувати 1 з f	1	00 0011	dfff ffff	z	1,2
DECFSZ f,d	Вирахувати 1 з f і пропустити якщо 0	1(2)	00 1011	dfff ffff		1,2,3
INCF f,d	Додати 1 до f	1	00 1010	dfff ffff	z	1,2
INCFSZ f,d	Додати 1 до f і пропустити якщо 0	1(2)	00 1111	dfff ffff		1,2,3
IORWF f,d	Побітове 'АБО' W и f	1	00 0100	dfff ffff	z	1,2
MOVF f,d	Переслати f	1	00 1000	dfff ffff	z	1,2
MOVWF f	Переслати W в f	1	00 0000	Ifff ffff
NOP	Нема операції	1	00 0000	0xx0 0000
RLF f,d	Циклічний зсув f вліво через перенос	1	00 1101	dfff ffff	с	1,2
RRF f,d	Циклічний зсув f вправо через перенос	1	00 1100	dfff ffff	с	1,2
SUBWF f,d	Вирахувати W з f	1	00 0010	dfff ffff	C,DC,Z	1,2
SWAPF f,d	Поміняти місцями півбайти в регістрі f	1	00 1110	dfff ffff		1,2
XORWF f,d	Побітове 'виключаюче АБО' W і f	1	00 0110	dfff ffff	z	1,2
Біт0 орієнтовані команди
BCF f,b	Очистити Біт0 b в регистрі f	1	01 00bb	bfff ffff		1,2
BSF f,b	Встановити Біт0 b в регистрі f	1	01 0lbb bfff ffff			1,2
BTFSC f,b	Перевірити Біт0 b в регистрі f, пропустити якщо 0	1(2)	01 l0bb bfff ffff			3
BTFSS f,b	Перевірити Біт0 b в регистрі f, пропустити якщо 1	1(2)	01 llbb bfff ffff			3
Команди керування і операції з константами
ADDLW k	Скласти константу з W	1	11 lllx	kkkk kkkk	C,DC,Z
ANDLW k	Побітне 'І' константи і W	1	11 1001	kkkk kkkk	Z
CALL k	Виклик підпрограми	2	10 Okkk	kkkk kkkk
CLRWDT	Очистити WDT	1	00 0000	0110 0100	-TO.-PD
GOTO k	Безумовний перехід	2	10 Ikkk	kkkk kkkk
IORLW k	Побітне 'АБО' константи і W	1	11 1000	kkkk kkkk	Z
MOVLW k	Переслати константу в W	1	11 00xx	kkkk kkkk
RETFIE	Повернення з підпрограми з дозволом переривань	2	00 0000	0000 1001
RETLW k	Повернення з підпрограми с записом константи в W	2	11 0lxx	kkkk kkkk
RETURN	Поветрення з підпрограми	2	00 0000	0000 1000
SLEEP	Перейти в режим SLEEP	1	00 0000	0110 0011	-TO.-PD
SUBLW k	Вивахувати W з константи	1	11 110x	kkkk kkkk	C,DC,Z
XORLW k	Побітне 'виключаюче АБО' константи W	1	11 1010	kkkk kkkk	Z

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5