Условия эксплуатации микропроцессорного устройства "Светодиодные фонари с электронным управлением" на базе МК ATtiny 15. Техническое описание микроконтроллера. Разработка структурной и электрической принципиальной схем, интерфейса управления и индикации.
Аннотация к работе
В обширной номенклатуре изделий электронной техники особое место занимает семейство программируемых микросхем. Их ускоренное развитие в настоящее время символизирует прогресс в микроэлектронике, которая является катализатором научно - технического прогресса в современном мире. Их использование в радиоэлектронной аппаратуре позволяет резко сократить сроки ее разработки и промышленного освоения; поднять на новый уровень технические характеристики. Микропроцессорное устройство (МПУ) представляет собой функционально и конструктивно законченное изделие, состоящее из нескольких микросхем, в числе которых микропроцессор; оно предназначено для выполнения определенного набора функций: получение, обработка, передача, преобразование информации и управление. При выполнении курсового проекта требуется решить комплекс задач исследовательского и инженерно-практического характера: - ознакомление с заданием и выбор темы курсового проекта;Техническое задание (ТЗ) представляет собой вербальный образ, описание еще не существующего предмета, однако содержит, в силу осмысленности и целесообразности интеллектуальной деятельности разработчиков, полные спецификации этого предмета - его составные части и их характеристики, взаимосвязи с другими предметами и субъектами реального мира. Светодиодное устройство на МК ATTINY 15 разработан на основании схемы электрической принципиальной КП 230101.4610.01 Э3 (устройство с одним светодиодом) и КП 230101.4610.02 Э3 (устройство с тремя светодиодами) и описания работы устройства.Светодиодные фонари с электронным управлением обычно используется как в помещении так на улице, и, как любое другое устройство подвергается ряду следующих факторов: климатические (температурные и влажность) и механические (вибрации, удары при падении).Микроконтроллер - микросхема, предназначенная для управления электронными устройствами. Основная цель выбрать наименее дорогой микроконтроллер (чтобы снизить общую стоимость системы), но в тоже время удовлетворяющий спецификации системы, т.е. требованиям по производительности, надежности, условиям применения и т.д. Общая стоимость системы включает все: инженерные исследования и разработку, производство (комплектующие и труд), гарантийный ремонт, дальнейшее усовершенствование, обслуживание, совместимость, простоту в обращении и т.д.Применение микроконтроллеров в изделия обусловлено тем, что они позволяют резко сократить сроки его разработки и промышленного освоения; поднять на новый уровень технические характеристики. Применяя микроконтроллеры в устройстве, можно значительно расширить его функциональность. По сути, это однокристальный компьютер, способный выполнять простые задачи. Использование одной микросхемы, вместо целого набора элементов, как в случае обычных процессоров, применяемых в персональных компьютерах, значительно снижает размеры, энергопотребление и стоимость устройств, построенных на базе микроконтроллеров.При этом существенно упрощается процедура репрограммирования памяти, открывается возможность выполнять запись кодов в постоянную память после установки микроконтроллера в аппаратуру и снижать стоимость микроконтроллера по сравнению с микроконтроллерами со стиранием памяти путем облучения ультрафиолетовым излучением. Микроконтроллеры AVR приобрели большую популярность, привлекая разработчиков достаточно выгодным соотношением таких показателей, как цена, быстродействие и энергопотребление. Микроконтроллеры этой серии используются в автомобильной электронике, бытовой технике, сетевых картах и материнских платах компьютеров, в мобильных телефонах нового поколения и т.д. В рамках единой базовой архитектуры AVR-микроконтроллеры подразделяются на три семейства:-Tiny AVR - дешевые и довольно простые по конструкции микроконтроллеры в 8-выводном исполнении; В противовес вычислительным машинам, встраиваемая система создается вокруг исполнительных устройств и датчиков, а микроконтроллер, хоть и играет управляющую роль в такой системе, является лишь средством, обеспечивающим функционирование всех входящих в систему компонентов и необходимые интерфейсы для связи с внешним миром.Применение преобразователя позволило разместить источник питания в стандартном корпусе любого фонаря, работающего от двух батареек. Порт РВ2 используется для управлением работой фонаря. Изменение режима работы осуществляется кнопкой SB1 без фиксации. При наличии на входе порта логического «0» (замыкании контактов кнопки на землю) происходит переключение режима работы фонаря. При подаче питания на схему (через штатный выключатель фонаря SA1 с фиксацией) происходит сброс (реинициализация) микроконтроллера, переводящая его в устойчивое рабочее состояние.В качестве управляющего элемента в обеих конструкциях применен популярный недорогой микроконтроллер фирмы ATMEL ATTINY15L. Поскольку временные характеристики для данной схемы не критичны, применен встроенный генератор с внутренней времязадающей цепочкой (номинальная частота 1600 КГЦ). Порт РВ2 используется для управлением работой фонаря. Изменение р
План
Содержание
1. Общие сведения об объекте разработки
1.1 Назначение светодиодного устройства на МК ATTINY 15
1.2 Условия эксплуатации светодиодного устройства
2. Анализ возможных вариантов реализации устройства
2.1 Обоснование применения микроконтроллера
2.2 Выбор микроконтроллера
2.3 Техническое описание микроконтроллера ATTINY 15
3. Разработка структурной схемы
4. Разработка алгоритма функционирования устройства
5. Выбор элементов устройства, их технические характеристики
6. Разработка электрической принципиальной схемы
6.1 Разработка интерфейса управления и индикации
6.2 Разработка интерфейса сопряжения с нагрузкой
6.3 Разработка цепей питания
6.4 Расчет блока питания
6.5 Назначение компонентов и работа схемы
6.6 Расчет надежности светодиодного устройства
6.7 Описание печатной платы светодиодного устройства
Заключение
Список используемых источников
Введение
Развитие микроэлектроники и широкое применение ее изделий в промышленном производстве, в устройствах и системах управления самыми разнообразными объектами и процессами является в настоящее время одним из основных направлений научно - технического прогресса.
В обширной номенклатуре изделий электронной техники особое место занимает семейство программируемых микросхем. Их ускоренное развитие в настоящее время символизирует прогресс в микроэлектронике, которая является катализатором научно - технического прогресса в современном мире.
Их использование в радиоэлектронной аппаратуре позволяет резко сократить сроки ее разработки и промышленного освоения; поднять на новый уровень технические характеристики.
Целью курсового проекта является приобретение навыков проектирования микропроцессорных систем (МПС) и устройств.
Микропроцессорное устройство (МПУ) представляет собой функционально и конструктивно законченное изделие, состоящее из нескольких микросхем, в числе которых микропроцессор; оно предназначено для выполнения определенного набора функций: получение, обработка, передача, преобразование информации и управление.
В курсовом проекте рассматривается микропроцессорное устройство - «Светодиодные фонари с электронным управлением» на базе МК ATTINY 15.
При выполнении курсового проекта требуется решить комплекс задач исследовательского и инженерно-практического характера: - ознакомление с заданием и выбор темы курсового проекта;
- анализ собранной информации, с целью дальнейшего выбора оптимальных и обоснованных проектных решений;