Особенности микроконтроллеров AVR семейства Mega. Работа ЖК-индикатора на твист-эффекте при напряжениях. Виды и параметры аккумуляторов, их сравнительный анализ. Описание структурной и принципиальной схемы лабораторного стенда отладочного модуля.
2.3 Жидкокристаллические индикаторы 2.4 Сравнительный анализ аккумуляторов 2.4.4 Свинцово-кислотные SLA/Pb аккумуляторы 2.5 Виды аккумуляторов по типу конструкцииВсе сложнейшие электронные приборы, без которых также сложно себе представить современного человека содержат микроконтроллеры. Микроконтроллер содержит в себе все устройства, необходимые для реализации цифровой системы управления: 1. При помощи портов ввода-вывода микроконтроллер взаимодействует с внешней средой. Во многом это обусловлено хорошим соотношением цена/быстродействие/энергопотребление.И тем не менее на рынке присутствует нехватка недорогих и простых устройств на микроконтроллерах AVR. Используя микроконтроллеры в изделиях приводит к решение сразу двух проблем, первая - это повышение технико-экономических показателей, а именно: 1.Внедрить в учебный процесс отладочный модуль Arduino тем самым, улучшить теоретические и практические знания студентов кафедры РЭТ МИЭМ НИУ ВШЭ в области микропроцессоров, их программирования, регулировки и отладки.Изготовить макет устройства для измерения емкости аккумуляторов, измеряя падание напряжения на сопротивлении, а также же для проведения лабораторных работ в вузе по измерению емкости аккумуляторов. Применять Arduino как лабораторный стенд и наглядное пособие для изучения отладочного модуля Arduino и программных средств для микроконтроллеров AVR, например AVRSTUDIO, Code Vision и.т.д. На сегодняшний день проектируется довольно много бытовых приборов и устройств на базе микроконтроллеров.2.1 Микроконтроллеры AVR семейства Mega Большинство микроконтроллеров фирмы «Atmel» изготовляются по технологии КМОП, которая в сочетании архитектурой RISC дает возможно получить хорошие результаты в соотношении быстродействие и энергопотребления. Все микроконтроллеры AVRСЕМЕЙСТВА Mega являются 8-разрядными микроконтроллерами, которые предназначены для встраемых приложений. Стоит отметить что описываемое семейство микроконтроллеров является самым развитым Особенности микроконтроллеров AVRСЕМЕЙСТВА Mega: · FLASH память программ.Аккумулятор - первичный источник тока многоразового действия, основная специфика которого, заключается в обратимости внутренних химических процессов, что обеспечивает его многократное циклическое использование для накопления энергии и автономного электропитания устройств и оборудования. Стоит заметить что, материалы для производства таких аккумуляторов стоили дороже материалов для производства аккумуляторов других типов, именно потому они не нашли большой популярности в те времена. Бывает так что, нужное напряжение нельзя набрать только лишь одним элементом и тогда аккумуляторы объединяют в аккумуляторные батареи последовательным соединением этих аккумуляторов Чисто в теории аккумулятор, номинальной емкостью 1000 МА*час может отдавать ток 1000 МА в течение одного часа, 100 МА в течение 10 часов, или 10 МА в течение 100 часов, а на практике при высоком токе разряда номинальная емкость не достигается в то время как, емкость и при малом токе разряда даже превышает номинальную. Для оценки саморазряда аккумулятора обычно использую величину потерянную аккумулятором за определенное количество времени в процентах от значения, полученного сразу после заряда.Необходимость в недорогом и простом устройстве для обучения работе с программными средами для микроконтроллеров AVRЯВЛЯЕТСЯ довольно значимой. В данной работе на примере прибора для измерения емкости аккумулятора был разработан учебный гибкий стенд на отладочном модуле Arduino Leonardo.// connect D0-D3 (pins 7, 8, 9, 10) and R/W (pin 5) to GND! float I=0, V=0; void MEASURESTEP(void); Timer1.initialize(1000000); // set a timer of length 100000 microseconds (or 0.1 sec - or 10Hz => the led will blink 5 times, 5 cycles of on-and-off, per second) Serial.begin(9600); while (!Serial) {}; lcd.
План
Оглавление
Введение
1. Разработка технического задания
1.1 Цель работы
1.2 Требования к функциональному назначению
2. Теоретическая часть
2.1 Микроконтроллеры AVRСЕМЕЙСТВА Mega
Введение
Все сложнейшие электронные приборы, без которых также сложно себе представить современного человека содержат микроконтроллеры. Микроконтроллер содержит в себе все устройства, необходимые для реализации цифровой системы управления: 1. Процессор
2. Тактовый генератор
3. Память данных и программ
4. Порты ввода-вывода.
Эти элементы соединены внутренние магистралью. При помощи портов ввода-вывода микроконтроллер взаимодействует с внешней средой. Современные микроконтроллеры имеют систему прерываний, а так же разного рода встроенную периферию, например таймеры, ЦАП, АЦП, компараторы и др. Одними из популярнейших микроконтроллеров являются микроконтроллеры AVRФИРМЫ Atmel. Микроконтроллеры AVRОБРЕТАЮ все большую известность и популярность в мире. Во многом это обусловлено хорошим соотношением цена/быстродействие/энергопотребление.И тем не менее на рынке присутствует нехватка недорогих и простых устройств на микроконтроллерах AVR.
Основным направлением научно-технического прогресса является именно развитие микроэлектроники, а также применение микропроцессоров в промышленном производстве и управления самыми разнообразными объектами и процессами.
Используя микроконтроллеры в изделиях приводит к решение сразу двух проблем, первая - это повышение технико-экономических показателей, а именно: 1. Стоимости
2. Качество
3. Потребляемой мощности
4. Габаритных размеров.
И вторая это - уменьшение времени разработки, ибо микропроцессоры крайне универсальны и адаптивны.
При использовании микроконтроллеров в системах автоматического управления (САУ) самоуправление достигает больших значений эффективности. Микроконтроллеры представляют собой эффективное средство автоматизации разнообразных объектов и процессов.
AVRФИРМЫ Atmel 8-битные RISC-микроконтроллеры для встраиваемых приложений являются, пожалуй, наиболее интересным направлением, развиваемым фирмой. Они представляют собой мощный инструмент, прекрасную основу для создания современных высокопроизводительных и экономичных встраиваемых контроллеров многоцелевого назначения.
И естественно самое эффективное средство автоматизации разнообразных объектов и процессов являются - микроконтроллеры.
Микроконтроллеры AVRПОЯВИЛИСЬ на прилавках магазинов где-то 10 лет назад. Хотелось бы заметить, что актуальность и популярность микроконтроллеров и сейчас высока. Из года в год фирма Atmel обретает все большую популярность и захватывая новые ниши на рынке.
Основную роль в этом играет соотношение показателей: 1. Цена
2. Быстродействие
3. Энергопотребление
Фирма Atmel можно и сейчас считать, едва ли не лучшим на рынке 8-битных микроконтроллеров. Другие же производители программных и аппаратных средств увеличивают выпуск своих изделий, дабы поддержать разработки на их основе. Все это позволяет говорить о микроконтроллерах AVRKAK об индустриальном стандарте среди 8-битных микроконтроллеров.
В настоящее время в рамках единой базовой архитектуры микроконтроллеры AVRПОДРАЗДЕЛЯЮТСЯ на несколько семейств: - Tiny AVR;
- Mega AVR;
Сейчас для проектирования и отладки устройств на микроконтроллерах применяют готовый модуль Arduino, разработанный на базе процессора Mega AVR.
Arduino - это аппаратная платформа, которая содержит простой интерфейс ввода-вывода и поддерживает среду разработки, реализующую открытый язык программирования Processing, основанный на Java
Arduino может служить основой для разработки автономных интерактивных устройств или может работать под управлением ПО, установленного на соединенном с ним компьютером. В последнем случае в качестве ПО помимо языка Processing могут использоваться Flash, VVVV и Max/MSP. Arduino можно собрать самостоятельно вручную, можно приобрести уже в готовом виде. Интегрированную среду разработки с открытым кодом (IDE, Integrated Development Environment) можно загрузить бесплатно с вебсайта.
От иных подобных устройств, предлагающихся на рынке, Arduino отличаются следующим свойствами: • Мультиплатформная среда; она может работать под управлением операционных систем Windows, Macintosh и Linux.
• Она базируется на языке Processing; эта простая и удобная в применении среда разработки используется художниками и дизайнерами.
• Программирование устройства осуществляется посредством
USB-интерфейса, а не через последовательный порт. Это создает дополни тельное удобство, поскольку последовательный порт отсутствуют большинстве современных компьютеров.
• Те элементы ,из которых состоит Arduino, недорогое. USB-плата стоит около 20 ЕВРО, а замена сгоревшего чипа обойдется где-то в 5 ЕВРО. Так что можно позволить себе сколько угодно ошибаться.
• Существует много литературы по применению данного модуля
Вывод
В связи с высокими ценами на профессиональное и полупрофессиональное оборудование. Необходимость в недорогом и простом устройстве для обучения работе с программными средами для микроконтроллеров AVRЯВЛЯЕТСЯ довольно значимой.
В данной работе на примере прибора для измерения емкости аккумулятора был разработан учебный гибкий стенд на отладочном модуле Arduino Leonardo.
1) Шилейко А.В. Микропроцессоры / А.В. Шилейко, Т.И. Шилейко. - М.: Радио и связь, 19- 112 с.
2) Голубцов М.С. Микроконтроллеры AVR: от простого к сложному / М.С. Голубцов, А.В. Кириченкова. - М.: СОЛОН-Пресс, 20- 304 с.
3) Басманов А.С. Микропроцессоры и однокристалные МИКРОЭВМ: Номенклатура и функциональные возможности / А.С. Басманов, Ю.Ф. Широков под ред. В.Г. Домрачева. - М.: Энергоатомиздат, 19- 128 с.
4) Варламов И.В. Микропроцессоры в бытовой технике / И.В. Варламов, И.Л. Касаткин. - М.: Радио и связь, 19- 104 с.
5) Никонов А.В. Однокристальные МИКРОЭВМ и микроконтроллеры: учеб. пособие / А.В. Никонов. - Омск: Изд-во ОМГТУ, 20- 56 с.
