Содержание
1. Техническое задание
. Разработка структурной схемы
. Разработка принципиальной схемы
. Разработка блок-схемы алгоритма работы устройства и программы для МК
. Результаты моделирования работы устройства в программе ISIS пакета Рroteus
. Разработка печатной платы
Вывод
Библиографический список
1. Техническое задание
На основе микроконтроллера ATmega8 разработать устройство, выполняющее следующие функции:
Подсчет количества нажатий на кнопку SB0 за каждые 15 с. Работа устройства должна осуществляться в цикле. По истечению текущих 15 с результат подсчета числа нажатий выводится на дисплей (семисегментный или LCD-дисплей) и сохраняется на нем в течении следующих 15 с.
Обеспечить формирование аналогового сигнала, вид которого изображен на рис. 1.1.
Нужна помощь в написании курсовой?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
Рис. 1.1 — Заданный аналоговый сигнал 2. разработка структурной схемы
Согласно ТЗ, в качестве устройства обработки информации будем использовать микроконтроллер (МК) ATmega8, который производится фирмой Atmel. В качестве устройства ввода информации в МК будем использовать кнопку SB0. В качестве устройства вывода информации будем использовать семисегментный индикатор.
Для формирования аналогового сигнала будем использовать цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП). Структурная схема устройства, построенная с учетом вышесказанного, приведена на рис. 2.1.
Рис. 2.1 — Структурная схема проектируемого устройства
3. разработка принципиальной схемы
В качестве микроконтроллера (МК) будем использовать заданный в ТЗ ATmega8, возможности которого позволяют решить поставленную задачу. Для ввода в МК соответствующего сегмента будем использовать кнопку SB0, которая подключается к выводу порта С PC0 микроконтроллера. Семисегментый индикатор подключим по схеме динамической индикации к выводам порта B PB0…PB6 и порта С PС0, PС1. Для того чтобы ток, протекающий через светодиод, не превышали допустимого тока, последовательно с ним необходимо включить токоограничивающий резистор R, номинал которого определяется из закона Ома
Для преобразования цифрового кода в аналоговый сигнал применим микросхему DAC0800, которая представляет собой 8-миразрядный высокоскоростной ЦАП. Микросхему подключим по стандартной схеме, приведенной в техническом описании.
Принципиальная схема проектируемого устройства, созданная в программе ISIS пакета Proteus, изображена на рис. 3.1.
Рис. 3.1 — Принципиальная схема проектируемого устройства . Разработка блок-схемы алгоритма работы устройства и программы для МК
Основную программу будем использовать для определения количества нажатий на кнопку SB0 и вывода данного значения на семисегментные индикаторы.
Для формирования аналогового сигнала и отсчета 15 с будем использовать режим работы сброс таймера при совпадении (СТС). Для работы в режиме СТС используется специальный регистр микроконтроллера — регистр совпадения, в нашем случае это OCR0A. В режиме СТС таймер производит подсчет входных импульсов. Текущее значение таймера из его счетного регистра постоянно сравнивается с содержимым регистра совпадения. Когда содержимое счетного регистра совпадет с содержимым регистра OCR0A, произойдет сброс таймера и вызов соответствующего прерывания. По прерыванию в порт С выводится значение, которое рассчитывается МК по заданным формулам. При частоте тактового генератора 8 МГц в регистр совпадения необходимо записать значение 115, или, представив данное значение в шестнадцатеричной системе счисления, получим 0x73.
В качестве среды разработки программы будем использовать среду CodeVisionAVR, которая представляет собой интегрированная среду разработки программного обеспечения для микроконтроллеров <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B8%D0%BA%D1%80%D0%BE%D0%BA%D0%BE%D0%BD%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BB%D0%BB%D0%B5%D1%80> семейства AVR <https://ru.wikipedia.org/wiki/AVR> фирмы Atmel <https://ru.wikipedia.org/wiki/Atmel>.
Имена переменных, используемых в программе, их тип и назначение представлены в таблице 4.1.
Таблица 4.1 — Описание переменной, используемой в программе
Нужна помощь в написании курсовой?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
Блок-схемы работы основной программы и подпрограмм обработки прерываний изображены на рис. 4.1…4.3.
программа прерывание плата
Рис. 4.1 — Блок-схема подпрограммы обработки прерываний для формирования аналогового сигнала
Рис. 4.2 — Блок-схема подпрограммы обработки прерываний для отсчета 15 с
Рис. 4.2 — Блок-схема основной программы и функции динамической индикации
Текст программы, написанной на языке С, представлен ниже.
This program was produced by theV2.05.0 ProfessionalProgram Generator
© Copyright 1998-2010 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l.
: : : 16.05.2016: NeVaDa: :
type : ATmega8type : ApplicationCore Clock frequency: 8,000000 MHzmodel : SmallRAM size : 0Stack size : 256
#include
{char temp; char i; (i = 2; i >= 1; i = i >> 1)
{ = chislo % 10;= chislo / 10;= i; = ~cifri[temp];_ms(1);
}
Нужна помощь в написании курсовой?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
}
// Timer1 output compare A interrupt service routine[TIM1_COMPA] void timer1_compa_isr(void)
{(msec < 1000)
{++;
}
{= 0;(sec < 15)
{++;
}
{= 0;= count; = 0;
}
}
}
// Timer2 output compare interrupt service routine[TIM2_COMP] void timer2_comp_isr(void)
{(time <= 700)++;= 0;(time >= 0 && time <= 40)
Нужна помощь в написании курсовой?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
{= 5*time;
}(time > 40 && time <= 200)
{= 200;
}(time > 200 && time <= 300)
{= -2*(time — 300);
}
{= 0;
}
}
// Declare your global variables heremain(void)
{
// Declare your local variables here
// Input/Output Ports initialization
// Port B initialization
// Func7=Out Func6=Out Func5=Out Func4=Out Func3=Out Func2=Out Func1=Out Func0=Out
// State7=0 State6=0 State5=0 State4=0 State3=0 State2=0 State1=0 State0=0 =0x80;=0x7F;
Нужна помощь в написании курсовой?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
// Port C initialization
// Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=Out Func0=Out
// State6=T State5=T State4=T State3=T State2=P State1=0 State0=0 =0x04;=0x03;
// Port D initialization
// Func7=Out Func6=Out Func5=Out Func4=Out Func3=Out Func2=Out Func1=Out Func0=Out
// State7=0 State6=0 State5=0 State4=0 State3=0 State2=0 State1=0 State0=0 =0x00;=0xFF;
// Timer/Counter 0 initialization
// Clock source: System Clock
// Clock value: Timer 0 Stopped=0x00;=0x00;
// Timer/Counter 1 initialization
// Clock source: System Clock
// Clock value: 125,000 kHz
// Mode: CTC top=OCR1A
// OC1A output: Discon.
// OC1B output: Discon.
// Noise Canceler: Off
// Input Capture on Falling Edge
// Timer1 Overflow Interrupt: Off
// Input Capture Interrupt: Off
Нужна помощь в написании курсовой?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
// Compare A Match Interrupt: On
// Compare B Match Interrupt: OffA=0x00;B=0x0B;H=0x00;L=0x00;H=0x00;L=0x00;AH=0x00;AL=0x73;BH=0x00;BL=0x00;
// Timer/Counter 2 initialization
// Clock source: System Clock
// Clock value: 250,000 kHz
// Mode: CTC top=OCR2
// OC2 output: Disconnected=0x00;=0x0F;=0x00;=18;
// External Interrupt(s) initialization
// INT0: Off
// INT1: Off=0x00;
// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization=0x90;
// USART initialization
// USART disabled=0x00;
// Analog Comparator initialization
// Analog Comparator: Off
// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off=0x80;=0x00;
// ADC initialization
// ADC disabled=0x00;
// SPI disabled=0x00;
// TWI initialization
// TWI disabled=0x00;
Нужна помощь в написании курсовой?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
// Global enable interrupts
#asm(«sei»)(1)
{(PINC.2 == 0)
{_us(200);(PINC.2 == 0)
{
}_us(200);++;
} _ind(vivod);
}
}
5. Результаты моделирования работы устройства в программе Isis Пакета Proteus
Для моделирования нужно определить тактовую частоту. Для этого необходимо правильно настроить CSKEL Fuse . Значение этих битов определяет источника тактовых сигналов. Загрузим файл прошивки в виртуальный МК путем выбора откомпилированного файла в строке Program file.
Результаты моделирования представлены на рис. 5.1…5.4.
Рис. 5.1 — Устройство сразу после запуска моделирования
Рис. 5.2 — Устройство после троекратного нажатия кнопки SB0 в течении 15 с
Рис. 5.3 — Устройство после двадцатикратного нажатия кнопки SB0 в течении следующих 15 с
Нужна помощь в написании курсовой?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
Таким образом, результаты моделирования полностью соответствуют техническому заданию.
Рис. 5.4 — Генерируемый аналоговый сигнал на экране виртуального осциллографа
6. Разработка печатной платы
Для разработки печатной платы воспользуемся программой ARES пакета PROTEUS. Для этого, прежде всего, нужно проверить наличие посадочных мест и корпусов у всех элементов. Элементы, у которых они отсутствуют, например, светодиоды и кнопки и семисегментный индикатор, заменим на разъемы из библиотеки Connectors, предполагая, что потенциометр и светодиоды будут располагаться не на печатной плате (рис. 6.1).
На рисунках рис. 6.2…6.4 представлена разведенная печатная плата в разных слоях. Расположение элементов выбиралось вручную, при трассировке использовался авто трассировщик.
-D виды платы представлены на рис. 6.5…6.9.
Рис. 6.1 — Подготовка схемы в ISIS для экспорта в ARES
Рис. 6.2 — Все слои платы
Рис. 6.3 — Слои Тоp Cooper и Silk
Рис. 6.4 — Слой Bottom Cooper
Рис. 6.5 — Вид платы сверху
Рис. 6.6 — Вид платы спереди
Рис. 6.7 — Вид платы слева
Рис. 6.8 — Вид платы сзади
Нужна помощь в написании курсовой?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
Рис. 6.9 — Вид платы справа
Вывод
В результате выполнения курсовой работы на основе микроконтроллера ATmega6450 разработано устройство, которое выполняет следующие функции:
Подсчет количества нажатий на кнопку SB0 за каждые 15 с. Работа устройства должна осуществляться в цикле. По истечению текущих 15 с результат подсчета числа нажатий выводится на дисплей (семисегментный или LCD-дисплей) и сохраняется на нем в течении следующих 15 с.
Обеспечивается непрерывное формирование аналогового сигнала заданной формы.
Разработаны принципиальная схема, структурная схемы устройства, алгоритм работы его и, описывающая данный алгоритм, программа на языке С. Также разработана печатная плата устройства.
Библиографический список
1. Белов А.В. Разработка устройств на микроконтроллерах AVR: шагаем от «чайника» до профи / А.В. Белов. — СПб.: Наука и техника, 2013 — 528 с.
. Евстифеев А.В. Микроконтроллеры AVR семейства Mega. Руководство пользователя/ А.В. Евстифеев. — М.: Издательский дом «Додэка-ХХI», 2007 — 592 с.
. Лебедев М.Б. CodeVisionAVR: пособие для начинающих / М.Б. Лебедев — М.: Издательский дом «Додэка-ХХI», 2008 — 592 с.
. Методические указания по оформлению текстовых работ для студентов дневной и заочной форм обучения направления 6.050901 — «Радиотехника» / СевНТУ; сост. В.Г. Слёзкин. — Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2010. — 20 с.