Разработка микропроцессорной системы слежения атмосферного давления - Курсовая работа

Micro Controller Unit, MCU) - микросхема , предназначенная для управления электронными устройствами . В современной жизни микроконтроллеры применяются во всех сферах жизни, начиная от микроволновки и заканчивая сложными системами управления. Конечно, по сравнению с первыми моделями, во много раз увеличилась производительность, появились дополнительные возможности (например, подключение внешней памяти), количество размещаемой на кристалле периферии стало столько, что при разработке несложных проектов, достаточно иметь сам микроконтроллер, сделать "обвязку", подключить источник питания и можно сказать, что устройство готово.В настоящей курсовой работе использованы ссылки на следующие нормативные документы: ГОСТ 21.101-97 СПДС. ГОСТ 26.011-80 «Средства измерений и автоматизации. ГОСТ 26.013-81 «Средства измерения и автоматизации. ГОСТ 34.201-89 «Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы.Атмосферное давление - давление атмосферы на все находящиеся в ней предметы и земную поверхность. Атмосферное давление создается гравитационным притяжение воздуха к Земле. Атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм, называется нормальным атмосферным давлением.Прежде чем перейти к перечню оборудования для МПУУ, необходимо определить требования к разрабатываемой микропроцессорной системе, чтобы на их основе определить, каким образом будет решаться поставленная задача: - измерение текущего времени; ввод с клавиатуры значений атмосферного давления; Также в состав системы входят два светодиода, которые сигнализируют об отклонении заданного значения атмосферного давления, и два кнопочных нажимных выключателя, отвечающих за включение и отключение установки.В качестве устройства вывода используются 3 семисегментных индикатора типа CC04-41SRWA, представленные на рисунке 2. В данной работе используется датчик давления BMP 180, представленный на рисунке 3. В качестве чувствительного элемента используется пьезо-резистивный преобразователь, который обладает высокой точностью, стабильностью и надежностью. В данной работе используется микроконтроллер ATMEGA128, представленный на рисунке 4. К числу особенностей микроконтроллера относятся: - FLASH-память программ объемом 128 Кбайт (число циклов стирания/записи не менее 1000);При создании микропроцессорной системы слежения атмосферного давления потребовались следующие элементы: - токоограничительные резисторы R1 - R8, R10 - R11, R14 - R17; При оформлении схем по микропроцессорной системе руководствовались стандартами ГОСТ 2.701, ГОСТ 2.708, ГОСТ 2.721, ГОСТ 2.728, ГОСТ 2.730, ГОСТ 2.741, ГОСТ 2.743.В таблице 3 указано, какие элементы, и устройства системы подключены к портам микроконтроллера и указаны обозначения этих портов. Так, из таблицы видно, что датчик давления подключен к порту F к битам PF0. Светодиоды подключены к порту А к битам РА0-РА1. Кнопки подключены также к порту А к битам РАЗ и РАЧ.Микропроцессорная система слежения атмосферного давления работает в цикличном режиме. После обработки показаний датчика, информация высвечивается уже в цифровой форме на семисегментных индикаторах. Если показания датчика давления имеют отклонения с определенным параметром значений, заданным в контроллере, происходит мигание светодиода VD2 и система выключается.В данной курсовой работе проводилась разработка микропроцессорной системы слежения атмосферного давления на основе микроконтроллера ATMEGA128. В результате разработки МПУУ были реализованы следующие функции: - ввод с клавиатуры заданных значений атмосферного давления;;настройка линии светодиода на выход ldi r16,(1<<PA0) ;устанавливаем бит PA0 порта DDRE в 1 out DDRE,r16На рисунке Б.1 представлен алгоритм подпрограммы задержки для клавиатуры: Рисунок Б.1 - Алгоритм работы подпрограммы задержки для клавиатуры На рисунке B.1 представлен алгоритм перекодировки значения в семисегментный код: Рисунок B.

Содержание

Введение

1 Нормативные ссылки

2 Описание объекта управления

3 Описание МПУУ

4 Оборудование

5 Разработка принципиальной схемы МПУУ

6 Кодирование информации

7 Разработка ПО МПУУ

7.1Алгоритм управления

Заключение

Список использованных источников

Приложение А Приложение Б

Приложение В

Микроконтроллер (англ. Micro Controller Unit, MCU) - микросхема , предназначенная для управления электронными устройствами . Типичный микроконтроллер сочетает на одном кристалле функции процессора и периферийных устройств , содержит ОЗУ и (или) ПЗУ . По сути, это однокристальный компьютер , способный выполнять относительно простые задачи.

В современной жизни микроконтроллеры применяются во всех сферах жизни, начиная от микроволновки и заканчивая сложными системами управления. Конечно, по сравнению с первыми моделями, во много раз увеличилась производительность, появились дополнительные возможности (например, подключение внешней памяти), количество размещаемой на кристалле периферии стало столько, что при разработке несложных проектов, достаточно иметь сам микроконтроллер, сделать "обвязку", подключить источник питания и можно сказать, что устройство готово.

В первую очередь использование микроконтроллера это возможность гибкого и сложного управления объектами. Один микроконтроллер способен заменить огромное количество альтернативных средств достижения поставленной цели в управлении. Примером управления системой может быть система слежения атмосферного давления. Наличие контроллера ATMEGA, а также специального оборудования позволяет тщательно следить за технологическим процессом. С помощью микропроцессорной системы мы можем с легкостью следить за уровнем атмосферного давления.

В данной курсовой работе проводилась разработка микропроцессорной системы слежения атмосферного давления на основе микроконтроллера ATMEGA128. В результате разработки МПУУ были реализованы следующие функции: - ввод с клавиатуры заданных значений атмосферного давления;

- измерение текущего времени;

- индикация текущего времени и давления;

- индикация величины отклонения от заданного значения;

- задание требуемой величины атмосферного давления;

Произведен выбор компонентов устройства, приведены их основные характеристики. Разработана принципиальная электрическая схема, алгоритм управления и фрагменты управления системой на языке Assembler. микроконтроллер давление датчик

1. Honeywell - Департамент бытовой автоматики. URL: http://www.honeywell-ec.ru (дата обращения 6.11.2014 г).

2. Лабораторный практикум «Архитектура, программирование и применение 8-ми разрядных микроконтроллеров семейства ATMEL ATMEGA, 2012. - 89 с.

3. Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (РОССТАНДАРТ). URL: http:// www.gost.ru (дата обращения 8.11.2014 г).

4. Клюев А.С., Глазов Б. В., Дубровский А. Х., Клюев А. А. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Справочное пособие. - М.: Энергоатомиздат,2013. - 464 с.

5. Васильев А.Е. Микроконтроллеры. Разработка встраиваемых приложений. - СПБ.: БХВ-Петербург, 2012. - 304 с.