Управление барокамерой
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА
ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Кафедра МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ ТЕХНИКА
И ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ
Отчеты
По лабораторным работам
по дисциплине
технические средства микропроцессорных систем
Гомель 2008г.
Введение
Микропроцессорные и информационно-управляющие системы, в настоящее время, стали одним из наиболее дешевых и быстрых способов обработки информации. Практически ни одна область современной науки и техники не обходиться без использования их.
В настоящее время всё острее встают проблемы безопасности. Практика показывает, что наибольшее число аварийных ситуаций возникает из-за ошибочных действий человека. В связи с этим большое значение имеет применение в системах управления технических средств позволяющих полностью автоматизировать этот процесс. Развитие микропроцессорных и информационно-управляющих систем позволило перейти на качественно новую элементную базу, которая в свою очередь повысила скорость и качество выполнения операций.
В течении четырех лет, начиная с 1976г., фирмой INTEL разрабатывалось получившее широкое распространение семейство 8-и разрядных однокристальных микроконтроллеров с программным управлением MCS-48.
Вычислительные возможности первых однокристальных микроЭВМ были исчерпаны уже к началу 80-х гг. Встала задача разработки новых микроконтроллеров, обладающих расширенными функциональными ресурсами. Среди предложенных новых архитектур однокристальных микроЭВМ следует выделить 8-и разрядную архитектуру семейства микроконтроллеров MCS-51, предложенного фирмой INTEL в 1981г. Она удовлетворяет всем требованиям, представляемым к однокристальным микроконтроллерам, и является наиболее применяемой.
Однако к настоящему времени значительную часть мирового рынка микропроцессорных средств составляет другой вид однокристальных контроллеров - это т.н. периферийные интерфейсные контроллеры или PIC. Они представляют собой высокопроизводительные БИС, в которые интегрированы помимо цифровых устройств (собственно микроконтроллера) также и аналоговые - это различные АЦП, компараторы, модули сравнения ШИМ и т.д. Это делает данные устройства чрезвычайно популярными у производителей интеллектуальных устройств.
Исходя из вышеперечисленного, разрабатываемая нами система управления барокамерой будет обладать следующими свойствами:
Простота в установке, наладке и эксплуатации;
Небольшие габариты;
Небольшая стоимость;
Обработка системой различных аварийных ситуаций;
Возможность получения информации о состоянии установки и технологического процесса с помощью ЭВМ.
1. РАЗРАБОТКА АППАРАТНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
.1 Функциональная схема микропроцессорной системы управления
Функциональная схема системы управления представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Функциональная схема системы управления
На рисунке представлена функциональная схема системы управления, на которой указаны подключения к микроконтроллеру всех датчиков. При необходимости при подключении датчиков, для согласования сигналов, использовались схемы сопряжения (СС). Кроме того на схеме указано подключение к микроконтроллеру 4-х 7-сегментных светодиодных индикаторов через схему управления (СУ), подключенную к шине I2C и согласование микроконтроллера с интерфейсом RS-449. Также на схеме показаны все выходные сигналы, используемые для управления различными устройствами.
1.2 Выбор элементной базы
.2.1 Выбор микроконтроллера
Таблица 1 - Наименование линий ввода/вывода микроконтроллера
ДатчикиИсполнительный механизмПрочееТип линии1 (температуры)--Аналоговая1 (уровня)--Цифровая-1 (нагреватель)-Цифровая--9 (клавиатура)Цифровая--1 (прерывание от клавиатуры)Цифровая--2 (выводы тактового генератора таймера TMR1)Цифровая--2 (I2C)Цифровая--1 (индикация снижения уровня)Цифровая--2 (USART)Цифровая
Для обработки информации со всех датчиков и для управления всеми устройствами необходимо 20 линий ввода/вывода.
Контроллер должен иметь следующие периферийные модули:
1.Модуль АЦП для обработки сигнала от датчика температуры;
2.EEPROM память данных для хранения установок времени и температуры.
.Модуль USART для обеспечения возможности передачи данных из EEPROM во внешнее устройство.
.Модуль MSSP для управления индикаторами по шине I2С.
.Таймер TMR1 с отдельным генератором для формирования секундных импульсов.
.Таймер TMR2 для формирования временных задержек при опросе состояния кнопок.
В данной МПС используется микроконтроллер PIC16F873. Этот контроллер содержит все необходимые периферийные модули и имеет 22 линии ввода/вывода. Назначение выводов следующее:
RA0/AN0 - вход АЦП обработки сигнала от датчика температуры;
RC6/TX - выход передатчика USART;
RC7/RX - вход приемника USART;
RC0/T1OSO - выход генератора таймера TMR1;
RC1/T1OSI - вход генератора таймера TMR1;
RC3/SCL - шина синхронизации интерфейса I2C;
RC4/SDA - шина данных интерфейса I2C;
RB0/INT - вход прерываний по нажатию кнопок клавиатуры;
RA1 - RA5, RB1, RB4 - RB7 - цифровые порты ввода/вывода.
Микроконтроллеры семейства PIC имеют очень эффективную систему команд, состоящую всего из 35 инструкций. Все инструкции выполняю?/p>