Схемотехника эвс, комплексы и сети дополнительное задание Контроль присутствия на базе плис




Дата канвертавання27.04.2016
Памер56.39 Kb.
МГТУ им. Н.Э. Баумана

кафедра ИУ4

«Конструирование и технология производства электронных средств»

Схемотехника ЭВС, комплексы и сети


дополнительное задание

Контроль присутствия на базе ПЛИС

Преподаватель: Шпиев Виктор Андреевич

Выполнил студент: Антохин А.И.

Группа: ИУ 4 - 37


Москва 2013 год



Содержание
1 Схема структурная 3
2 Схемотехническое описание устройства 4
3. Разработка программной части проекта. 5
Выводы 8

Введение
Контроль присутствия – устройство, которое определяет наличие человека в определенной зоне. Существуют разные типы контроля присутствия, в данной работе применен так называемый ИК-барьер, который определяет наличие человека (или любого другого непрозрачного предмета) на пути следования ИК луча от излучателя к приемнику.
Описание работы устройства:
Для реализации ИК барьера был применен инфракрасный светодиод и интегральный ИК приемник. Для исключения влияния фоновой засветки, излучение светодиода промодулировано частотой 36 кГц. Интегральный ИК преемник имеет встроенный фильтр, АРУ, демодулятор и выходной каскад. В качестве драйвера светодиода выступает ПЛИС, генерирующая сигнал с частотой 36 кГц. Также ПЛИС принимает сигнал с интегрального ИК приемника и в случае высокого уровня (означающего прерывание ИК луча) выдает тревожный сигнал (зажигает зеленый светодиод).
1 Схема структурная
В результате проектирования была разработана схема электрическая структурная представленная на рис. 1.


ИК-излучатель




ПЛИС

ИК-приемник




Тактовый генератор



Индикатор

Рисунок 1 – схема электрическая структурная «Контроль присутствия».

Далее рассмотрим каждый компонент структурной схемы и осуществим выбор элементной базы:
Тактовый генератор – кварцевый тактовый генератор частотой 50 МГц интегрирован в состав каждой отладочной платы.

ИК-излучатель – ИК светодиод с длинной волны 930 нм с интегрированным токоограничивающим резистором 240 Ом.

ИК-приемник – интегральный ИК приемник TSOP1736, имеет встроенный фильтр, АРУ, демодулятор и выходной каскад.

Индикатор – зеленый светодиод.
2 Схемотехническое описание устройства
Согласно заданию необходимо разработать устройство на базе отладочного комплекта. Все необходимые компоненты имеются в составе отладочного комплекта, кроме ИК передатчика и ИК приемника.
На рис. 2 представлена схема подключения ИК передатчика и ИК приемника к отладочному комплекту.

Рисунок 2 – Схема подключения ИК передатчика и ИК приемника к отладочному комплекту
ИК приемник имеет широкий диапазон напряжений питания от 2.6 до 6 В. Выход ИК приемника реализован по схеме открытый коллектор с подтягивающим резистором. Таким образом его можно напрямую подключить к отладочному комплекту, без каких либо дополнительных согласований.

ИК передатчик представляет собой обычный светодиод, с токоограничительным резистором 240 Ом, который обеспечивает ток светодиода не более 20..30 мА при напряжении питания 3.3..5 В.


3 Разработка программной части проекта
Ниже представлен листинг Verilog модуля для ПЛИС.


module main(

input wire CLK,

output reg Led,

output reg ir,

input wire tsop

);

reg [31:0] count=0;



always @(posedge CLK)

begin


if(count == 1389)

begin


ir <= ~ir;

count <= 0;

end

else


begin

count <= count + 1;

end

Led <= tsop;



end

endmodule



А также листинг UCF файла.




NET "CLK" LOC = "B8";

NET "tsop" LOC = "A9";

NET "ir" LOC = "C6";

NET "Led" LOC = "M5";


Для работы устройства используется 4 линии:


В8 – для подключения внешнего тактового генератора.

А9 – для подключения ИК-приемника.

С6 – для подключения ИК-излучателя.

М5 – для подключения индикаторного светодиода.


Описание работы:
Для генерации частоты 36 кГц используется делитель частоты, построенный на базе регистра count. Т.к. внешний тактовый генератор имеет частоту 50 МГц, для получения 36 кГц надо разделить входную частоту на 50000000/36000=1389. Для вывода тревожного сигнала, сигнал с ИК-приемника постоянно передается на индикаторный светодиод.


Выводы
В результате работы было спроектировано устройство контроль присутствия на базе ПЛИС, использованная современная элементная база позволяет говорить о хорошей надежности в сочетании с гибкостью в последующей доработке и модернизации.




База данных защищена авторским правом ©shkola.of.by 2016
звярнуцца да адміністрацыі

    Галоўная старонка