Устройство измерения температуры окружающей среды, напряжения на выходах потенциометра, управление звуковым излучателем и часы
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
?мощью меню. Все данные передавать на внешние устройства для дальнейшей обработки через порт RS-232, например для отображения на ПК при помощи Hyper Terminal.
Спроектированное устройство может применяться для измерения температуры в домашних условия, на предприятиях, в научных лабораториях и т.д. Данное устройство не подходит для высокоточного измерения температуры в связи с определенными технологическими особенностями самого микроконтроллера и встроенного в него термодатчика.
Измерение напряжения на выходах потенциометра имеет исключительно образовательное назначение, т.к. сам потенциометр является весьма неточным, но позволяет научится применять аналого-цифровые преобразования. Цели организации работы с динамиком и построения часов аналогично.
Устройство работает независимо от компьютера. Преимущество - мобильность устройства и простота использования. Для функционирования данного устройства в нормальном режиме необходимо обеспечить постоянную подачу электроэнергии. Диапазон рабочих напряжений - с 2 до 5 В. Устройство должно быть защищено от попадания на его поверхность жидкости и других вредных воздействия в связи с отсутствием корпуса.
Минимальный срок общей эксплуатации составляет 10 лет. Минимальная гарантированная продолжительность непрерывной работы - 48 часов.
В соответствии со спецификацией устройства PICDEM 2 PLUS в нём реализованы последующие соответствия портов и входов/выходов устройств (табл. 1.1)[11]. Данная таблица наилучшим образом показывает назначение входов/выходов микроконтроллера.
Таблица 1.1 - Соответствие портов и входов/выходов устройств
Устройство ввода/выводаПортыLEDs (D2-D5)RB3:RB0USARTRC6:RC7Master Reset (S1)MCLRUser-defined (S2)RA4User-defined (S3)RB0Potentiometer (R16)RA0LCD1RA3:RA1 and RD3:RD0EEPROM (Ux)RC3/RC4Buzzer (P1)RC2ICD Connector (J5)RB6:RB7Temperature sensor (Ux)RC3:RC4Crystal oscillator (Y1)OSC1 and OSC2External oscillator (Y2)OSC1
1.2Требования к реализации
Сроки проектирования определяются сроками выполнения курсового проекта, включая разработку документации. Проект считается законченным, если проведено программирование микроконтроллера и результат соответствует техническому заданию. Основные требования к проектированию: использование свободно распространяемых микроконтроллеров PIC18F4520, описание моделей с помощью языка программирования ассемблер, использование тестового подхода к проверке исправности модели устройства. Способ проверки - физическое тестирование основных этапов программы [5].
2. Техническое предложение
Техническое предложение является частью предварительного проектирования. При этом:
1)принимается решение об использовании микроконтроллера фирмы Microchip, серии PIC18, как, во-первых, отвечающего современным требованиям к элементной базе; во-вторых, имеющегося в наличии на момент разработки проекта;
2)оптимизация алгоритма программы для устройства будет проводиться на этапе программирования микроконтроллера.
2.1Элементная база
Демонстрационная плата PICDEM 2 Plus содержит следующие физические компоненты [6] (рис. 2.1).
1.18, 28, 40-pin DIP разъем.
2.Встроенный +5V регулятор.
.Разъем RS-232 и дополнительное оборудование, предназначенное для прямого подключения к разъему RS-232.
.Разъем для подключения ICD-отладчика.
.Вход для аналоговых устройств.
.Три кнопки для внешних воздействий и сброс.
.Зеленый индикатор включения LED.
.Четыре зелёных LED, подключенных к PORTB.
.Переключатель J6 для отключения LED от PORTB.
.Кварцевый генератор с частотой 4 МГц.
.Разъемы, предназначенные для подключения генератора.
.Генератор с частотой 32,768 КГц для использованием Timer1.
.Переключатель J7 для отключения встроенного RC генератора.
.32К х 8 серийный EEPROM.
.LCD дисплей.
16.Piezo buzzer.
.Пространство для подключения дополнительного оборудования.
.Термодатчик TC74.
Для реализации данного проекта был выбран микроконтроллер PIC18F4520.
PIC18F4520 - это высокоскоростной RISC микроконтроллер соответствую требования, предъявляемым к элементной базе [8].
1.Оптимизированная архитектура и система команд для написания программ на языке С.
2.Тактовая частота 4 МГц.
.Линейное адресное пространство памяти программ 32 кбайт, 16384 команд.
.Линейное адресное пространство памяти данных 1536 байт.
.Память EEPROM (память данных) 256 байт.
.Быстродействие до 10MIPS.
.16-разрядные команды, 8-разрядные данные.
.Система приоритетов прерывания, 17 возможных источников прерывания.
.75 команд микроконтроллера.
.Пять портов ввода/вывода (PORT A, B, C, D, E).
.Аппаратное умножение 8х8 за один машинный цикл.
.Возможность самопрограммирования.
.Сброс по включению питания (POR), таймер включения питания (PWRT), таймер запуска генератора (OST).
.Поддержка последовательного интерфейса адресуемого синхронно-асинхронного приемопередатчика (USART).
.Наличие встроенного термодатчика.
.4 модуля счетчика/таймера TMR0, TMR1, TMR2, TMR3 разрядности 8 и 16 бит.
.Вторичный генератор синхросигнала на основе TMR1/ TMR3.
.Программируемая защита кода программы.
.Внутрисхемная отладка по двухпроводной линии (ICD).
.100 000 циклов стирания/запись памяти программ.
.Широкий диапазон напряжений питания (от 2,0 В до 5,5 В).
.Наличие 5кОм потенциометра
.Наличие Piezo buzzer
Рисунок 2.1 - PICDEM 2 PLUS Demo Board
2.2Алгоритм и варианты реализации
Для программирования микроконтроллера PIC18F4520 можно использовать языки программирования С и ассемблер.
Для реализации устройство измерения температуры окружаю?/p>