Разработка устройства нахождения минимального давления при помощи микроконтроллера ATMega324P
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
МО РБ
Полоцкий государственный университет
Кафедра ВС и С
Курсовой проект
по курсу: "Периферийные устройства ЭВМ"
на тему: "Разработка устройства нахождения минимального давления при помощи микроконтроллера ATMega324P"
Полоцк 2010 г.
Содержание
Введение
1.Обзор литературы
2.Разработка структуры устройства
.Обоснование выбора узлов, элементов функциональной схемы устройства
.Разработка электрической принципиальной схемы устройства
.Разработка программного обеспечения
Заключение
Литература
Введение
В данной курсовой работе передо мной была поставлена задача: разработать и спроектировать устройство, выполняющее функцию определения минимального давления на основе информации о показаниях полученных от 7 датчиков. Обработка данных в соответствии с условиями курсового проекта производится при помощи микроконтроллеров фирмы Atmel.
Применяемость микроконтроллеров на современном этапе очень велика. Данные устройства используются в контролировании "умных" домов, управление роботами, во многих периферийных устройствах и персональных компьютерах. Большинство процессоров современных компьютеров являются микроконтроллерами. На основе микроконтроллеров на настоящее время разработано множество устройств выполняющих различные функции. Устройства разработанные на основе микроконтроллеров имеют простую схемотехническую реализацию, так как основные функциональные возможности реализованы программно в прошивке микроконтроллера.
История появления микроконтроллеров уходит в 70-е годы, когда инженерам М. Кочрену и Г. Буну, сотрудникам американской компании Texas Instruments, впервые был выдан патент на однокристальную микро-ЭВМ. Именно они предложили на одном кристалле разместить не только процессор, но и память с устройствами ввода-вывода.
В 1976 году американская фирма Intel выпускает микроконтроллер i8048. Чуть позже в этом же году Intel выпускает следующий микроконтроллер: i8051. Удачный набор периферийных устройств, возможность гибкого выбора внешней или внутренней программной памяти и приемлемая цена обеспечили этому микроконтроллеру успех на рынке. С точки зрения технологии микроконтроллер i8051 являлся для своего времени очень сложным изделием - в кристалле было использовано 128 тыс. транзисторов, что в 4 раза превышало количество транзисторов в 16-разрядном микропроцессоре i8086.
На сегодняшний день существует более 200 модификаций микроконтроллеров, совместимых с i8051, выпускаемых двумя десятками компаний, и большое количество микроконтроллеров других типов. Популярностью у разработчиков пользуются 8-битные микроконтроллеры PIC фирмы Microchip Technology и AVR фирмы Atmel, 16-битные MSP430 фирмы TI, а также ARM, архитектуру которых разрабатывает фирма ARM и продаёт лицензии другим фирмам для их производства.
AVR микроконтроллеры фирмы Atmel, являются наиболее яркими представителями семейства 8-ми битных микроконтроллеров. Они имеют RISC-архитектуру, что позволяет выполнять команды за один такт, и начитывают от 90 до 133 инструкций. Так же данные микроконтроллеры в большинстве случаев включают в себя АЦП, ШИМ и встроенною Flash-памятью.
1. Обзор литературы
Обзор литературных источников и их анализ показали, что не существует устройств, полностью реализующих заданное в курсовом проекте задание. Но в литературных источниках существуют описания отдельных функциональных блоков и описание отдельных микросхем, типовые схемы включения и требования к питанию.
Справочник об микроконтроллерах [1] содержат необходимую начальную справочную информацию об микроконтроллерах AVR семейства Mega, используемых в качестве главного элемента разрабатываемого устройства. В данной книге описаны основы работы микроконтроллеров: иерархия и архитектура микроконтроллеров, включенные в него периферийные устройства, принцип работы. Подробно описаны возможности микроконтроллеров. В книге [2] рассмотрены принципы и методы получения аналоговой информации с датчиков. Также в этой книге описана специфика измерения различных параметров окружающей среды. В книгах [3] и [4] изложены основы программирования микроконтроллеров. В этих книгах есть примеры на основе которых можно быстро изучить особенности программирования для микроконтроллеров. В книге [5] описана выбранная мной среда разработки программного обеспечения для микроконтроллера. В этой книге подробно изложена настройка среды, последовательность действий для создания проекта, так же в этой книге есть основы языка C для микроконтроллеров. Книга [6] разъясняет то, как присоединить микроконтроллер к компьютеру через com-порт. На сайт www.atmel.com можно найти datasheet на заданный в условии микроконтроллер. В datasheete содержится подробное описание микроконтроллера. В выше приведенных книгах содержится вся информация нужная для написания курсовой работы.
2. Разработка структуры устройства
Для реализации поставленной задачи необходимо представить разрабатываемое устройство в виде отдельных блоков, выполняющих определенные функции. Разрабатываемое устройство будет представлять собой три последовательных блока обработки данных. Первый блок, выполняющий функции получения начальных данных является блок формирования данных. В нем происходит и