Разработка и изготовление микропроцессорного блока управления устройствами аквариума
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
Разработка и изготовление микропроцессорного блока управления устройствами аквариума
микроконтроллер микропроцессорный блок электрический
Введение
В настоящее время автоматизированы все основные процессы или операции управления и роль человека сводится лишь к наблюдению за работой автоматических устройств.
Целью дипломной работы являлось разработка и изготовление микропроцессорного блока управления устройствами аквариума на базе микроконтроллера фирмы Microchip.
Микропроцессорный блок предназначен для управления устройствами аквариума - кормушкой, управляемой шаговым двигателем, лампой, предназначенной для освещения, компрессором, предназначенным для фильтрации и аэрации. Работа устройства осуществляется за счет программы записанной в микроконтроллер (микросхему, предназначенную для обработки цифровой информации в соответствии с заданной программой).
Для осуществления поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
1. Разработать блок-схему устройства;
. Разработать принципиальную электрическую схему;
. Разработать печатную плату;
. Изготовить устройство;
1. Описание микроконтроллера PIC18F2550
.1 Характеристики
При разработке нашего устройства изначально ставилась задача выбора микроконтроллера на базе которого оно бы работало. В итоге мы остановились на микроконтроллере компании Microchip PIC18F2550.
Основным достоинством микроконтроллера PIC18F2550 являются функциональная наполненность и низкое энергопотребление на основе различных программируемых опций энергосбережения и фирменной технологии nanoWatt.
Параметры модуля USB:
? Совместимость с USB V2.0.
? Поддержка низкоскоростного (1.5 Мбит/с) и высокоскоростного (12 Мбит/с) режимов.
? Поддержка управляющей, по прерыванию, изохронной и пакетной передачи.
? Поддержка до 32 конечных точек (16 двунаправленных). . 1 кБ ОЗУ двойного доступа для нужд USB.
? Встроенный трансивер USB.
? Встроенный источник питания USB.
? Возможность подключения внешнего трансивера USB.
? Потоковый порт SPP для ввода-вывода потока параллельных данных через USB.
Режимы управления энергопотреблением:
? Run: процессор включен, периферия включена.
? Idle: процессор остановлен, периферия включена. . . Sleep: процессор и периферия выключены.
?Типовой потребляемый ток в режиме Idle до 5,8 мкА.
? Типовой потребляемый ток в режиме Sleep до 0,1 мкА.
? Генератор модуля Timer1: потребление до 1,1 мкА при 32кГц,2В.
? Сторожевой таймер :до 2,1 мкА.
Гибкая структура генератора тактовых импульсов:
? Четыре режима внешнего тактирования, до 48 МГц
? Блок встроенного генератора:
- 8 выбираемых пользователем частот, от 31 кГц до 8 МГц;
- возможность подстройки частоты для компенсации дрейфа.
? Вторичный генератор, на основе генератора модуля Timer1, 32 кГц.
? Возможность независимого тактирования процессора и модуля USB/
? Мониторинг тактовых импульсов:
- возможность безопасного останова при попадании импульсов основного тактового генератора.
Опции периферии:
? Втекающий и вытекающий ток до 25 мА.
? Три внешних прерывания.
? Четыре модуля таймеров.
? До двух модулей захвата/сравнения /ШИМ:
- захват 16 бит, с разрешением до 6,25 нс (Tcy/16);
- сравнение 16 бит,с разрешением до 100 нс (Tcy).
? ШИМ с разрешением от 1 до 10 бит
? Расширенный модуль захвата/сравнения/ШИМ (ЕССР):
- различные входные режимы;
- полярность по выбору;
- программируемая мертвая зона;
- автоотключение и авторестарт;
? Расширенный модуль USART (EUSART):
- поддержка шины LIN.
? Модуль ведущего синхронного последовательнго порта (MSSP) с поддержкой SPI (все четыре режима) и I2C (ведущий и ведомый).
? До 13 модулей 10-разрядного АЦП с программируемым временем выборки.
? Сдвоенный аналоговый компаратор с мультиплексированием входов.
Специальные опции микроконтроллера:
? Структура, оптимизированная под компилятор С, с разширенным набором команд.
? 100000 циклов перезаписи памяти программ.
? 1000000 циклов перезаписи памяти данных EEPROM.
? Срок хранения памяти программ и данных более 40 лет.
? Возможность самопрограммирования (смены прошивок).
? Наличие приоритетов прерываний.
? Аппаратный умножитель 8х8.
? Расширенный сторожевой таймер:
- программируемый период от 41 мс до 131 с.
? Программируемая защита кода.
? Внутрисхемное программирование по двум проводам.
? Одно напряжение программирования 5 В (ICSP).
? Внутрисхемная отладка по двум проводам (ICD).
? Широкий диапазон напряжений питания, от 2,0 до 5,5 В.
1.2 Корпуса и выводы микроконтроллера
Для изготовления программатора понадобится не планарный тип корпуса т.к. плата будет двухсторонней. К таким видам относится тип корпуса PDIP. Рисунок такого типа корпуса представлен ниже.
Рис. 1. Корпус PDIP 28 выводов
Рис. 2. Расположение и назначение выводов микроконтроллера
Рис. 3. Внутренняя структура PIC18F2450/2550 (28 выводов)
Таблица. Назначение выводов PIC18F2550
Обозначение выводаНомерТипБуферОписаниеMCLR/Vpp/RE3 MCLR VPP RE31 I Р I ST STВход общего сброса или напряжения программирования Общий сброс низким уровнем Вход напряж