Разработка микропроцессорной системы "Автомобильные часы-термометр-вольтметр" на базе микроконтроллера - 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.Данное устройство предназначено для использования в автомобиле. Для отображения информации используется жидкокристаллический индикатор типа ЖКИ13-8/7-02. Распространенные ЖКИ со встроенными контроллерами обладают целым рядом недостатков: отсутствие десятичных точек, плохой угол обзора, недостаточный в некоторых случаях размер символов. В то же время существует доступная и довольно удобная в использовании микросхема драйвера ЖКИ КР1820ВГ1. Рассмотренное в этой работе устройство устанавливается в автомобиле для индикации времени, контроля заряда аккумулятора и регистрации температуры.Структурная схема автомобильных вольтметра-термометра-часов приведена на рис. Микроконтроллер оснащенный Flash программируемым и стираемым ПЗУ, а также совместим по системе команд и по выводам со стандартными приборами семейства MCS-51. Имеет 15 линий ввода/вывода, один 16-разрядный таймера/счетчика событий, полнодуплексный порт (UART) пять векторных двухуровневых прерываний, встроенный прецизионный аналоговый компаратор, встроенные генератор и схему формирования тактовой последовательности. В пассивном режиме (ЦПУ остановленно, но система прерываний, ОЗУ, таймер/счетчик событий и последовательный порт остаются активными) потребление не превышает 5 МА и 1МА. Цифры 31 или 51 в названии процессора (контроллера) указывают на принадлежность к системе команд MCS-51 (31 в отличии от 51, не имеет возможности использовать порт P0 и P2 как порты - на 31 кристалле это только адресные линии и линии данных внешних устройств [ПЗУ,ОЗУ,Регистров...] = 51 же кристалл имеет возможность незадействованные выводы адресов использовать как выводы портов ввода - вывода).MPASM входит в пакет программ Microchip MPLAB фирмы Microchip Technology . В результате работы ассемблера создаются файлы со следующими расширениями: * HEX - объектный файл 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.После запуска и инициализации микроконтроллера программа переходит к распределителю, в котором каждую секунду последовательно измеряется напряжение, проверяются кнопки, и выполняется вывод на индикацию. Прерывание от этой последовательности происходит каждую секунду для подсчета времени в часах и таймере, если он включен. Если индикация часов отсутствует, то кнопка установки курсора "Разряд" не проверяется, а сразу проверяется кнопка "Режим". Если индикация часов включена и нажата кнопка "Разряд", то к регистру курсора прибавляется единица. Если при этом нажата кнопка "Установка", то к выбранному разряду прибавляется единица, а регистры индикации заполняются новыми значениями.Микросхема КР1820ВГ1 [1] используется для управления 36-сегментным ЖКИ в режиме 3-уровневого мультиплексирования. Микросхема содержит встроенный тактовый генератор, резистивный делитель напряжения и делители частоты, с помощью которых формируются сигналы управления строками (общими электродами) и столбцами (сегментными электродами) ЖКИ в режиме 3-уровневого мультиплексирования. Одна микросхема имеет три выхода управления строками и 12 выходов управления столбцами. Данные вводятся в микросхему в последовательном коде по входу D с синхронизацией записи фронтом тактовых импульсов по входу C (рис. · записать четыре бита для специальных сегментов младшей схемы и четыре бита управления: 1|1|1|1|P4|P3|P2|P1 (при подаче последней единицы обе микросхемы устанавливаются в младший режим, выводы COA/G обеих схем работают как входы генератора.В данном курсовом проекте разработано устройство - электронные часы-вольтметр-термометр.Листинг программы и объектный файл ; ЧАСЫ-ТЕРМОМЕТР-ВОЛЬТМЕТР ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ. РАЗРАБОТАЛ ДЕРКАЧ ; ИСПОЛЬЗУЕТСЯ КВАРЦ ЧАСТОТОЙ 32768 ГЦ. ; RA1 - РЕЖИМ - УСТАНОВКА, RA2 - РАЗРЯД - ПУСК, ; RA3 - ВЫХОД ИЗЛУЧАТЕЛЯ, ; RC5 - LOAD, RC3 - DIN, ; RC4 - DCLKBTFSC PORTA,YC;ЕСЛИ КНОПКА "РЕЖИМ" НАЖАТА, RETURN BTFSC FLAG,7 ;ЕСЛИ ИДЕТ УСТАНОВКА, GOTO VUBOR ;ТО РЕЖИМ НЕ МЕНЯЕТСЯ. BTFSC PORTA,YC;ЕСЛИ КНОПКА "РЕЖИМ" НАЖАТА, GOTO VUBOR ;ИЛИ ИДЕМ НА ВЫБОР РЕЖИМА ИНДИКАЦИИ. BTFSC FLAG,4 ;ЕСЛИ НЕТ КУРСОРА, RETURN ;ТО ВЕРНЕМСЯ. CALL KYPVO ;ВВЕДЕМ КУРСОРЫ В РЕГИСТРЫ ИНДИКАЦИИ.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Описание объекта и функциональная спецификация

2. Описание структуры системы

3. Описание ресурсов МК AT89C2051

4. Ассемблирование

5. Разработка алгоритма работы устройства

6. Описание выбора элементной базы и работы принципиальной схемы

Заключение

Список литературы

Приложение А. Листинг программы и объектный файл

В данном курсовом проекте разработано устройство - электронные часы-вольтметр-термометр. Разработана схема электрическая принципиальная этого устройства и программа для микроконтроллера. В результате ассемблирования 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. Белов А.В. Микроконтроллеры AVR в радиолюбительской практике - СП-б, Наука и техника, 2007 - 352с.

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. Кравченко А.В. 10 практических устройств на AVR-микроконтроллерах. Книга 1 - М., Додэка -ХХ1, МК-Пресс, 2008 - 224с.

5. Трамперт В. Измерение, управление и регулирование с помощью AVR-микроконтроллеров: Пер. с нем - К., МК-Пресс, 2006 - 208с.

6. Мортон Дж. Микроконтроллеры AVR. Вводный курс /Пер. с англ. - М., Додэка -ХХ1, 2006 - 272с.

7. Техническая документация на микроконтроллеры AT89C2051 фирмы «Atmel». ООО «Микро -Чип», Москва, 2002.-184 с.