Разработка быстродействующей системы контроля влажности почвы на основе микропроцессора ATmega16 фирмы Atmel - Курсовая работа

Современный мир предлагает нам разнообразные решения для автоматизации тех или иных процессов человеческой деятельности.Любая система управления характеризуется следующими элементами: - управляющее устройство (УУ); Для данного проекта не предусмотрены задачи ввода информации, поэтому средств ввода нет. Исполнительное устройство - электронасос, в зависимости от реализации имеющий ту или иную мощность и исполнение, во всяком случае, система будет управлять электродвигателем, а их питание может быть однофазным или трехфазным. В данном проекте решено использовать однофазный электродвигатель мощностью менее 2 КВТ, но стоит заметить, что существуют силовые коммутаторы для более мощных однофазных или трехфазных двигателей, они управляются точно так же, как и силовой коммутатор для однофазного двигателя, то есть те же параметры управляющего электрического тока и те же условия включения и выключения.В качестве первичных датчиков выбраны датчики влажности почвы EC-5 компании Decagon Devices Inc. Он имеет следующие характеристики: Время отклика: 10 мс. Выбор пал на этот датчик, благодаря его низкому энергопотреблению и небольшому времени отклика, а также этот датчик один из самых дешевых и популярных датчиков влажности почвы. На рисунке 2 представлен соединительный штекер датчика, а на рисунке 3 показан вид датчика[1].Исполнительным устройством является электронасос БЦС Leader 100, конечно, в зависимости от конкретных условий и параметров оранжереи, может быть выбран и другой электронасос, отвечающий особым требованиям пользователя. Но, можно сказать, в качестве примера будет использован выбранный электронасос. На рисунке 4 показан электронасос. Электронасос будет управляться силовым коммутатором PDH1028RD1 компании ПРИБОРИКА с характеристиками[2]: Рабочий ток нагрузки: 10 А. На рисунке 5 отображен вид силового коммутатора, на рисунке 6 показано обозначение силового коммутатора, на рисунке 7 фронтальный вид корпуса с размерами.На рисунке 8 представлен чертеж индикатора, где размеры представлены в миллиметрах, а в скобках в дюймах. На рисунке 9 показан внешний вид индикатора.· Энергонезависимая память программ и данных 16 Кбайт внутрисистемно программируемой Flash памяти (In-System Self-Programmable Flash) Обеспечивает 10000 циклов стирания/записи Дополнительный сектор загрузочных кодов с независимыми битами блокировки Внутрисистемное программирование встроенной программой загрузки Обеспечен режим одновременного чтения/записи (Read-While-Write) 512 байт EEPROM обеспечивает 100000 циклов стирания/записи 1 Кбайт встроенной SRAM. · Интерфейс JTAG (совместимый с IEEE 1149.1) Возможность сканирования периферии, соответствующая стандарту JTAG Расширенная поддержка встроенной отладки Программирование через JTAG интерфейс: Flash, EEPROM памяти, перемычек и битов блокировки 2 дифференциальных канала с программируемым усилением в 1, 10 или 200 крат (только в корпусе TQFP) Байт-ориентированный 2-проводный последовательный интерфейс Программируемый последовательный USART Последовательный интерфейс SPI (ведущий/ведомый) Программируемый сторожевой таймер с отдельным встроенным генератором Встроенный аналоговый компаратор · Специальные микроконтроллерные функции Сброс по подаче питания и программируемый детектор кратковременного снижения напряжения питания Встроенный калиброванный RC-генератор Внутренние и внешние источники прерываний 16-ти битовые регистры соответственно называются X-Register, Y-Register, Z-Register[4].Описание регистров, а также расположение области ввода/вывода в статической памяти показано в таблицах 1 и 2: Таблица 1 - Регистры. В пространстве регистров ввода-вывода находятся и регистры управления процессором микроконтроллера: регистр состояния, указатель стека, регистр выбора страницы, регистр управления процессором, регистр управления коэффициентом деления частот. При установке этого бита в 1 прерывания разрешаются. Бит 6 - T - Используется командами BLD(Загрузить бит) и BST(Сохранить бит) как бит-источник и бит-приемник. Установленный (=1) бит SRE разрешает обращение к внешней памяти данных и переводит работу выводов AD0 - 7 (Порт А), А8 - 15 (Порт С), WR и RD на выполнение альтернативной функции.Работа ADC разрешается установкой в состояние 1 бита ADEN в регистре ADCSR. Преобразование начинается с установки в состояние 1 бита начала преобразования ADSC. Если в процессе выполнения преобразования выполняется смена канала данных, то ADC вначале закончит текущее преобразование и лишь потом выполнит переход к другому каналу. Когда обращение ADC к регистрам запрещено, в процессе считывания регистров ADCL и ADCH, прерывание будет активироваться, даже если результат будет потерян. Если изменить значения данных бит в процессе преобразования, то новые установки вступят в силу только по завершении текущего преобразования (т.е. когда установится бит ADIF в регистре ADCSRA).У каждого прерывания существует свой бит разрешения, который должен быть установлен совместно с битом I регистра SREG, чтобы прерывание могло быть обс

Содержание

Введение

1. Структурная схема системы управления

2. Описание аппаратной части

2.1 Первичные датчики

2.2 Исполнительное устройство

2.3 Индикация

2.4 Управляющее устройство

2.4.1 Архитектура микропроцессора

2.4.2 Область Ввода/Вывода

2.4.3 Работа аналого-цифрового преобразователя

2.4.4 Система прерываний

3. Алгоритм работы микропроцессора

Заключение

Список литературы

Приложения

Современный мир предлагает нам разнообразные решения для автоматизации тех или иных процессов человеческой деятельности. Например, производства все больше автоматизируются, чтобы довести человеческий фактор до минимума. Так, для оранжереи существуют много систем, предназначенных для создания искусственного микроклимата. Разрабатываемая в этом проекте система контроля влажности почвы является составной частью такой системы управления микроклиматом. На данный момент нет таких систем отечественного производства, а системы иностранного производства имеют высокую стоимость. Это объясняет актуальность данной разработки.