Контроллер прибора оцифровки аналоговых данных - Курсовая работа

Данный прибор хотя и не ориентирован на высокую точность измерений но он позволяет обеспечить визуальный контроль изменения сигнала.ЦК - цифровой коммутатор используемый в режиме логического анализатора для контроля 8ми цифровых каналов; Данный микроконтроллерный комплект ориентирован на наибольшую достижимую скорость работы потому выбираемые компоненты желательно должны обеспечивать минимальные скорости задержки при обработке поступающих данных. Клавиатура содержит восемь кнопок. Это позволяет упростить логику и обеспечивает большое удобство работы с системой. Итак, на клавиатуре находятся следующие клавиши управления: 1-Включение/Выключение.Исходя из функциональной схемы контроллера обеспечивающего функции осциллографического пробника, при выборе контроллера следует учитывать, что контроллер должен обеспечивать минимальные задержки при обработке информации и оцифровке сигнала. Также желательно чтобы контроллер имел встроенный АЦП высокого быстродействия. При этом учитывалось, то что контроллер должен удовлетворять требованиям к разрабатываемому устройству а также по соотношению цены и качества. В целом архитектура AVR в сочетании с регистровым файлом и расширенной системой команд позволяет в короткие сроки создавать программы с очень эффективным кодом как по скорости его выполнения, так и по компактности. Для решения поставленной задачи из серии AVR , был выбран наиболее подходящий контроллер AT90S2313, его основные технические характеристики: 2 Кбайт Flash-памяти с поддержкой внутрисистемного программирования SPI-последовательный интерфейс для загрузки программного кода Ресурс: 1000 циклов записи/ стиранияУчитывая поставленную задачу создать проект заведомо рабочего устройства было решено использовать ряд готовых узлов из уже действующих радиолюбительских разработок. Осцилограф состоит из следующих основных узлов: входного антетюнатора, предварительного усилителя, канала вертикального отклонения луча с переключаемым коэффициентом усиления, конечного усилителя, узла синхронизации. Рассматривая входной делитель было решено использовать переключатель управляемый специальными слаботочными микро реле. Для выполнения функции логического анализатора требуется обеспечить подключение схемы к цифровым каскадам для этого решено использовать типовой буферный элемент использующий K555АП6. Первый ЖКИ использовался в телефонах фирмы Ericson PCF8548 имеющий разрешение 85х48 пикселей и на подобном ЖКИ построен пример радиолюбительского осциллографа с использованием PIC контроллера на сайте ab2000.by.ru: Использование подобного ЖКИ позволяет обеспечить вывод простыми средствами графической формы осциллограммы и тем самым решить поставленную задачу.Коммутатор кратковременно подключает конденсатор к измеряемой цепи и после того как он зарядился запускается оцифровка сигналом INT.Через 1.8 мкс оцифровка заканчивается и по сигналу RD выполняется считывание данных через порт Р0. Для выбора канала имеется возможность записать этот канал по сигналу WR=0 для уменьшения числа используемых портов данный сигнал подключен к сигналу прерывания клавиатурного шифратора такое решение учитывая что на выходе шифратора открытый коллектор позволяет объединять сигналы по логическому ИЛИ.Начало функционирования данного контроллера с момента включения схема сброса обеспечивает возможность перезагрузки контроллера. В связи с тем, что в схеме не предусматривается дополнительного флешь ПЗУ параметры устанавливаются по умолчанию : максимальное измеряемое напряжение и частота оцифровки, синхронизация по внешнему сигналу Далее пользователь с помощью клавиш может настроить параметры работы. Так предусмотрено несколько режимов: 1.Режим отображения сигнала с заданной периодичностью опроса при внутренней синхронизации для одного канала при максимальной частоте опроса. 2.Режим работы с отображением двух каналов которые могут быть только в одном диапазоне коэффициентов деления и таким образом обеспечивается наблюдение двух сигналов во взаимной корреляции. Основная программа после запуска и выполнения процедуры инициализации настраивающей последовательный порт на скорость 115 кб (максимально доступную скорость в режиме обмена по виртуальному последовательному порту реализованному через адаптер USB-UART) переходит в процесс ожидания приема команд или нажатия клавиш управления.Поставленная задача была реализована, разработана функциональная схема. После анализа функциональной схемы рассмотрение множества разработок и отдельных электронных узлов была разработана схема контроллера управления системой вентиляции, которая реализует поставленную задачу на аппаратном уровне.

Оглавление

Техническое задание

Введение

1.Описание функциональной схемы

1.1 Описание элементов схемы

2.Разработка принципиальной схемы

2.1 Выбор контроллера

2.2 Выбор элементов схемы

2.3 Описание принципиальной схемы

3.Разработка программы управления

3.1 Общий алгоритм работы

3.2 Описание работы программы

Заключение

Литература

В данной курсовой работе выполняется разработка простейшего измерительного прибора. Данный прибор хотя и не ориентирован на высокую точность измерений но он позволяет обеспечить визуальный контроль изменения сигнала. Такое решение является достаточно компактным но функциональным прибором. Такие приборы почти все без исключения используют различные микропроцессорные комплекты, это значительно расширяет их функциональность, при этом не требуют значительного усложнения аппаратной части и соответственно не удорожает устройство, обеспечивая необходимый уровень функций.

В целом, применение и разработка микроконтроллерных систем управления и измерения является уже насущной необходимостью для обеспечения управления сложными системами.

Поставленная задача была реализована, разработана функциональная схема. После анализа функциональной схемы рассмотрение множества разработок и отдельных электронных узлов была разработана схема контроллера управления системой вентиляции, которая реализует поставленную задачу на аппаратном уровне. При схемотехнической реализации блока был произведен выбор наиболее оптимального контроллера для решения задачи.

Вторым этапом реализации проекта стало написание программной части, которая обеспечивает управление оборудованием по заданному алгоритму. Для реализации функций обмена с температурными датчиками был изучен протокол IWARE, который и был далее реализован в виде части программного кода. Также было выполнено описание программы и представлен ее код.

Результат проекта представлен в виде отчета имеющего два приложения: листинг программы и принципиальная схема.