Разработка схемы сопряжения LPT-порта ПК с блоком электроуправляемых клапанов робота-манипулятора РФ-202М - Курсовая работа

В условиях постоянно растущих объемов производства постает проблема повышения его эффективности и освобождения человека от однообразного труда. Целью данной работы является разработка блока сопряжения LPT-порта ПК с блоком электроуправляемых клапанов робота-манипулятора РФ-202М, что в дальнейшем позволит осуществить программное управление им. Поскольку в техническом задании требуется осуществить управление роботом при помощи LPT-порта приведем некоторые свединия о нем. Порт параллельного интерфейса был введен в ПК для подключения принтера - LP"T-порт (Line PRINTER - построчный принтер).Традиционный порт SPP (Standard Parallel Port) является однонаправленным портом, на базе которого программно реализуется протокол обмена Centronics. Порт обеспечивает возможность вырабатывания запроса аппаратного прерывания по импульсу на входе АСК#. Сигналы порта выводятся на разъем DB-25S (розетка), установленный непосредственно на плате адаптера (или системной плате) или соединяемый с ней плоским шлейфом. * I/O задает направление передачи (вход/выход) сигнала порта; 0/I обозначает выходные линии, состояние которых считывается при чтении из соответствующих портов вывода. Данные, считанные из этого регистра, в зависимости от схемотехники адаптера соответствуют либо ранее записанным данным, либо сигналам на тех же линиях.Недостатки стандартного порта частично устраняют новые типы портов, появившихся в компьютерах семейства PS/2. Протокол обмена формируется программно, а для указания направления передачи в регистр управления порта введен специальный бит: при CR.5=0 буфер данных работает на вывод, при CR.5=1 - на ввод.Стандарт IEEE 1284 определяет физические характеристики приемников и передатчиков сигналов. К передатчикам предъявляются следующие требования: Уровни сигналов без нагрузки не должны выходить за пределы-0,5… 5,5 В. Выходной импеданс ro, измеренный на разъеме, должен составлять 50(±)5 Ом на уровне voh-vol. Для обеспечения заданного импеданса в некоторых случаях используют последовательные резисторы в выходных цепях передатчика. Согласование импеданса передатчика и кабеля снижает уровень импульсных помех.Стандарт определяет способ согласования режима, по которому программное обеспечение может определить режим, доступный и хосту (в нашем случае это PC), и периферийному устройству. Режимы нестандартных портов, реализующих протокол обмена Centronics аппаратно («Fast Centronics, «Parallel Port FIFO Mode»), могут и не являться режимами IEE1284, несмотря на наличие в них черт ЕРР и ЕСР.Блок сопряжения состоит из двух частей блока памяти и блока электрических ключей.Данная схема называется блок памяти и ее задачей является прием управляющего слова с порта, его запоминание и выдача на выход на протяжении требуемого времени.Регистр - последовательное логическое устройство, используемое для хранения n-разрядных двоичных чисел и выполнения преобразований над ними. Регистр представляет собой упорядоченную последовательность триггеров , число которых соответствует числу разрядов в слове . С каждым регистром обычно связано комбинационное цифровое устройство, с помощью которого обеспечивается выполнение некоторых операций над словами. Фактически любое цифровое устройство можно представить в виде совокупности регистров, соединенных друг с другом при помощи комбинационных цифровых устройств.Типичными являются следующие операции: · прием слова в регистр; · передача слова из регистра;Регистры классифицируются по следующим видам: · накопительные (регистры памяти, хранения);Для реализации этой задачи были выбраны две микросхемы КР1533ир38 работающих на Транзисторно-транзисторной логике, электрические параметры которой полностью совместимы с электрическим интерфейсом LPT-порта. Работает он следующим образом: при подаче на вход тактирования С подать сигнал высокого уровня напряжения, то все триггеры регистра на выходе повторяют сигнал приходящий на вход, при смене уровня сигнала на входе тактирования с высокого на низкий все триггеры «защелкиваются», то есть запоминают входной сигнал и выдают его на выход до тех пор пока не отключено питание.Вторая часть этой схемы сопряжения имеет название блок электрических ключей.Оптрон (оптопара) - электронный прибор, состоящий из излучателя света (обычно - светодиод , в устарелых изделиях - миниатюрная лампа накаливания ) и фотоприемника (биполярных и полевых фототранзисторов , фотодиодов , фоторезисторов ), связанных оптическим каналом.В оптроне, входная и выходная цепи гальванически развязаны между собой; взаимодействие цепей ограничено паразитными емкостями между выводами оптрона. Электрическая прочность (допустимое напряжение между входной и выходной цепями) зависит от конструктивного оформления прибора; для распространенных отечественных DIP-корпусов предельное напряжение между цепями нормируется на 500 или 1000 В, при этом сопротивление изоляции нормируется на уровне 1*10-11 Ом .· оптопары (или элементарные оптроны) - состоящие из двух и более элементов (в т. ч. собранные в одном корпусе) ·

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Параллельный интерфейс LPT-порт

1.1 Традиционный LPT-порт

1.2 Расширения параллельного порта

1.3 Физический и электрический интерфейс

1.4 Режимы передачи данных

2. Схема сопряжения

2.1 Схема памяти

2.1.1 Регистр

2.1.2 Операции в регистрах

2.1.3 Классификация регистров

2.1.4 Реализация и принцип действия

2.2 Блок электрических ключей

2.2.1 Оптрон

2.2.2 Свойства и характеристики

2.2.3 Классификация

2.2.4 Использование оптронов

2.2.5 Реализация и принцип действия

2.3 Структура и принцип работы блока сопряжения

3. Разработка и изготовление печатного основания

Заключение

Список используемой литературы

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

А - ампер - единица величины электрического тока, В - вольт - единица электрического напряжения, R - Ом - единица измереня сопротивления, С - вход тактирования, EZ - вход управления высокоимпедансным состоянием, R -вход сброса, D - информационный вход, - максимальное напряжение на светодиоде, - номинальный ток протекающий через светодиод, - номинальный ток протекающий через коллектор фототранзистора

- сопротивление изоляции, - напряжение пробоя изоляции, - максимальное напряжение между эммитером и коллектором, - максимальное напряжение между коллектором и базой, - максимальное напряжение между эммитером и базой, - коэффициет усиления транзистора.