Проектування керуючих автоматів на мікроконтролерах - Курсовая работа

Метою курсового проектування є: узагальнення, закріплення та поглиблення знань з дисциплін, повязаних з проектуванням та обслуговуванням засобів обчислювальної техніки; формування навичок розробки та оформлення текстової та графічної технічної документації. Змістом курсового проекту є висвітлення та аналіз складу, особливостей, технічних характеристик та архітектури вибраного мікроконтролера, а також розробка керуючого автомату на мікроконтролері для пристрою світлових ефектів, побудова його електричної схеми та розробка програмного забезпечення відповідно до завдання. Керуючий автомат повинен забезпечувати такі функції: - керувати 8-а лініями освітлювальних пристроїв; для вмикання лінії освітлювальних пристроїв формувати логічну одиницю на відповідному виході автомату.У наш час мікроконтролери одержали широке застосування, завдяки поз ширенню ринку електротехніки. Їх важливість на сьогоднішній день важко переоцінити, з появлення мікроконтролерів техніка стає більш надійною дешевою та зручною. Візьмемо в приклад телевізійний пристрій. Раніше телевізори збирали на основі старій елементної бази, де було мало логічних елементів, що робило пристрій великим за габаритами, масою та створювало багато функціональних вузлів, це призводило до високої собівартості. Зараз телевізійний пристрій може складатися з однієї плати на якій може бути розташовані мікросхеми наприклад, один відео процесор, заміняє декілька вузлів, це дуже зручно при монтажі та ремонті.Всі команди діляться на чотири групи: - Байт орієнтовані; Система команд складається з 35 команд. Ці команди а також функції які вони виконують подано у таблицях 1.1, 1.2 та 1.3. Всі команди виконуються за один такт окрім команд переходів. INCFZ f,d Інкремент регістра f, пропустити команду, якщо 0 2,3Система команд складає 35 простих команд, всі команди виконуються за один такт крім команд переходів, тактова частота до 20МГЦ при мінімальному періоду такту 200нс, до 12 внутрішніх і зовнішніх переривань Рисунок 1.1 - Мікроконтролер PIC16F84A, DIP корпус Мікроконтролер PIC16F84A має : - Законченный 10 Mhz CMOS микроконтроллер; 1 К энергонезависимой памяти для программ (по 14 бит); Отже перший регістр - регістр стану мікроконтролера STATUS: 7біт IRP - Біт вибору банка при косвенній адресаціїМікроконтролери середнього сімейства мають 13-розрядний лічильник команд, здатний адресувати 8К х 14 слів памяті програм, і 14-розрядну шину даних памяті програм. Для переходу між сторінками памяті програм необхідно змінити старші біти регістра лічильника команд PC, записом в регістр спеціального призначення PCLATH (старший байт лічильника команд). Для мікроконтролерів, що мають память програм менше 8К слів, звернення до памяті програм вище фактично реалізованого значення приведе до циклічної адресації. Звернення до всіх регістрів памяті даних може бути виконано прямою або непрямою адресацією: - Пряма адресація - для вибору банку памяті даних необхідно використовувати біти PR1:PR0 регістра STATUS; Непряма адресація - адреса регістра зберігається в FSR. а в біті IRP регістра STATUS указується до якої пари банків памяті даних виконується обіг (Банк0/Банк1 або Банк2/Банк3).Для тактування мікроконтролера використав кварцовий резонатор увімкнений за стандартною схемою. На схемі освітлювальні прилади - лінійка світодіодів підключена через резистори, для того, щоб струм на лініях порту В не перевищив максимально допустимий рівень, якщо цього не зробити, то можливий вихід мікроконтролера з ладу.MPLAB IDE - це безкоштовне середовище розробки до якого входить: - редактор коду програм; За допомогою цієї програми можна швидко і зручно писати і налагоджувати програми для всього сімейства Microchip Створення і редагування коду програм використовуючи вмонтований редактор; Налагоджувати програму в кроковому режимі чи в режимі реального часу Проводити вимір часових інтервалів програми за допомогою емулятора чи стимулятора.Принцип дії керуючого автомату заснований на використанні програмних таблиць і виведені коду синхронно з перериванням по переповненню таймера TMR0. Коефіцієнт ділення визначається за формулою Початок роботи програми починається з ініціалізації мікроконтролера та опису регістрів, які будуть використані у програмі. Також встановлюється коефіцієнт дільника та вибирається переривання. Наступний крок це при кожному наступному перериванню ми збільшуємо значення регістру NOMER на одиницю і вибираємо код з програмної таблиці.В результаті виконання курсової роботи був розроблений і побудований керуючий автомат. При розробці була використана сучасна елементна база. В курсовій роботі показано наскільки зручно використовувати мікроконтролери при розробці будь-яких керуючих автоматів чи інших пристроїв.

ЗМІСТ

ВСТУП

1. АПАРАТНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ КЕРУЮЧОГО АВТОМАТУ

1.1 Використання мікроконтролера

1.2 Система команд мікроконтролера PIC16F84A 1.3 Характеристика мікроконтролера PIC16С84

1.4 Інші характеристики мікроконтролера PIC16С84

1.5 Організація памяті

1.6 Опис електричної схеми приладу

1.7 Огляд програмного забезпечення для розробки проектів на мікроконтролерах

2. ОПИС АЛГОРИТМУ І ПРОГРАМИ КЕРУЮЧОГО АВТОМАТУ

2.1 Опис алгоритму керуючого автомату PIC16С84

ВИСНОВКИ

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

ДОДАТОК

В результаті виконання курсової роботи був розроблений і побудований керуючий автомат.

При розробці була використана сучасна елементна база. Основним елементом керуючого автомату - є мікроконтролер PIC16С84 фірми microchip. В курсовій роботі показано наскільки зручно використовувати мікроконтролери при розробці будь-яких керуючих автоматів чи інших пристроїв. Були вказані переваги пристроїв на основі мікроконтролерів. Мною була створена програма для мікроконтролера, яка забезпечує роботу пристрою згідно і завданням.

Отримані результати при перевірці пристрою на емуляторі MPLAB IDE: - період зміни фаз близько 1с;

- синхронно з перериваннями відбувається переключення освітлювальних приладів.

Оскільки розповсюдженість пристроїв на мікроконтролерах серед радіолюбителів велика, то необхідно створювати нові пристрої на основі цих мікроконтролерів, так як це дуже просто і зручно.

1) www.microchip.ru

2) www.kodges.ru

3) www.microchip.com