Разработка микропроцессорного устройства для проверки и диагностики двигателя внутреннего сгорания автомобиля - Курсовая работа

Современную микроэлектронику трудно представить без такой важной составляющей, как микроконтроллеры. Одно и то же устройство, которое раньше собиралось на традиционных элементах, будучи собрано с применением микроконтроллеров, становится проще, не требует регулировки и меньше по размерам. Однокристальные (однокорпусные) микроконтроллеры представляют собой приборы, конструктивно выполненные в виде БИС и включающие в себя следующие составные части: микропроцессор, память программ и память данных, а также программируемые интерфейсные схемы для связи с внешней средой.Это устройство предназначено для использования при регулировке холостого хода карбюраторов двигателей внутреннего сгорания. Устройство имеет три разряда индикации с пределом измерения от 60 мин-1 до 7800 мин-1. Данное устройство напоминает работу тахометра автомобиля, поэтому для простоты введем название «тахометр» (т.е. далее в нашем тексте будет ссылка дана на название «тахометр»). Поскольку за один оборот коленчатого вала двигателя происходит два искрообразования, то мы подсчитываем за одну секунду 2N импульсов. Чтобы получить значение оборотов в минуту, необходимо умножить значение оборотов за секунду на 60 (Ns х 60 = Nm).После определения входов и выходов устройства разработана структурная схема устройства.Микроконтроллеры имеют встроенное ЭППЗУ программы, ОЗУ данных и выпускаются в 18 и 28 выводных корпусах. Все инструкции выполняются за один цикл, за исключением условных переходов и команд, изменяющих программный счетчик, которые выполняются за 2 цикла. Каждая инструкция состоит из 14 бит, делящихся на код операции и операнд (возможна манипуляция с регистрами, ячейками памяти и непосредственными данными). В традиционной же Фон-Неймановской архитектуре команды и данные передаются через одну разделяемую или мультиплексируемую шину, тем самым ограничивая возможности конвейеризации, внутренние физические и логические компоненты, из которых состоит PIC16FXX аналогичны любому другому микроконтроллеру Гарвардская архитектура и большая разрядность команды позволяют сделать код для PIC значительно более компактным, чем для других микроконтроллеров и существенно повысить скорость выполнения программ. Низкая цена, экономичность, быстродействие, простота использования и гибкость ввода/вывода делает серию PIC16F84A привлекательной даже в тех областях, где ранее не применялись микроконтроллеры.В результате работы ассемблера создаются файлы со следующими расширениями:* HEX - объектный файл* LST - файл листинга* ERR - файл ошибок и предупреждений* COD Объектный файл создается в 16-ричном формате и содержит код, который должен быть записан в микросхему. В файл ошибок и предупреждений записываются все ошибки и предупреждения, возникающие в процессе ассемблирования.Таймер имеет коэффициент деления, равный 256, что вместе с предделителем, имеющим коэффициент деления, равный 32, и циклом процессора, равным 4, дает прерывания каждую секунду (4 х 32 х 256 = 32768). При замыкании контактов прерывателя с входа RB0 также происходит прерывание. Если прерывание с входа RB0, то двоичный 16-разрядный счетчик увеличивается на единицу. Таким образом, подсчитывается количество прерываний с входа RB0 между прерываниями от переполнения таймера, то есть за 1 секунду. Если прерывание произошло по переполнению таймера, то определяется состояние переключателя предела измерения и, если переключатель на пределе одной секунды, двоичное значение 16-разрядного счетчика умножается на 3 (2N х 3).В проектируемом устройстве можно выделить следующие функциональные блоки: контакт управления; микроконтроллер, пульт управления, позволяющий изменить режимы измерений; стабилизатор напряжения; кварцевый резонатор; семисегментные светодиоды - индикатор.Входной сигнал с контактов прерывателя стабилизируется стабилитроном VD1 на уровень ТТЛ и подается на вход RB0. Внутренние подтягивающие резисторы программно отключены, но ими снабжены только входы «В» микроконтроллера, поэтому возникла необходимость в установке резистора R2. Поскольку микроконтроллер работает при верхнем питающем напряжении 6 В, то микросхему стабилизатора напряжения КР142ЕН5 можно взять с любой буквой, обеспечивающей это напряжение. Потребляемый тахометром ток около 25 МА, поэтому микросхема стабилизатора напряжения не нуждается в радиаторе. Если тахометр будет использоваться при регулировке карбюраторов, то светодиоды АЛ304Г нежелательно заменять индикаторами с большими размерами цифр.В данном курсовом проекте разработано устройство для проверки и диагностики двигателей внутреннего сгорания.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Описание объекта и функциональная спецификация

2. Описание структуры системы

3. Описание ресурсов МК PIC16F84А 4. Ассемблирование

5. Разработка алгоритма работы устройства

6. Описание функциональных узлов МПС и алгоритма их взаимодействия

7. Описание выбора элементной базы и работы принципиальной схемы

Заключение

Список литературы

Приложение А

В данном курсовом проекте разработано устройство для проверки и диагностики двигателей внутреннего сгорания. Данное устройство может быть рекомендовано станциям техобслуживания и автолюбителям. Разработана схема электрическая принципиальная этого устройства и программа для микроконтроллера. В результате ассеблирования получена прошивка программы для памяти микроконтроллера. Применение микроконтроллера позволило упростить принципиальную схему и расширить функциональные возможности микроконтроллера, так как для изменения функций устройства достаточно внести изменения в программу микроконтроллера.

1. Техническая документация на микроконтроллеры PIC16F87X компании Microchip Technology Incorporated. ООО «Микро-Чип», Москва, 2002.-184 с.

2. Проектирование цифровых устройств на однокристальных микроконтроллерах / В.В. Сташин [и др.]. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 224 с.

3. Евстифеев А.В. Микроконтроллеры Microchip: практическое руководство/А.В. Евстифеев. - М.: Горячая линия - Телеком, 2002. - 296 с.

4. Ульрих В.А. Микроконтроллеры PIC16F84A В.А. Ульрих. Изд. 2-е, перераб. и доп. - СПБ.: Наука и техника, 2002. - 320 с.