МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ

Университет имени акад. С.П. Королева

(Национальный Исследовательский Университет)» (СГАУ)

Кафедра информационных систем и технологий

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсовому проекту по дисциплине «Микропроцессорные средства систем автоматизации»

Выполнил: студент гр. 6401 С 245

Яковченко И. В.

Проверил: к. т. н., доцент кафедры ИСТ

Иоффе В. Г.

Самара, 2013

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Спроектировать микропроцессорное устройство, реализующее следующие функции:

измерение пути движения автомобиля: датчик через каждый метр формирует отрицательный импульс длительностью 1 мс, максимальный пробег – 1000 км;

измерение расхода топлива: датчик формирует импульсный сигнал ТТЛ-уровня типа меандр, частота которого пропорциональна расходу топлива в диапазоне (1-500) Гц. Допустимая погрешность измерения – 0,1 %.

начало пути – перепад напряжения из 1 в 0, конец – из 0 в 1.

Данные измерения каждую секунду выводить на ЖКИ-индикатор с указанием типа параметра и записывать во внешнюю флеш-память с определенной периодичностью (например, через каждые 10 км). Внешняя память может быть выполнена с любым последовательным интерфейсом.

Реферат

Пояснительная записка: 35 страниц, 13 рисунков, 1 таблица, 8 источников, 3 приложения.

МИКРОКОНТРОЛЛЕР, SPI, ФЛЕШ-ПАМЯТЬ, ИНТЕРФЕЙС, ЖКИ.

В данном курсовом проекте было спроектировано микропроцессорное устройство, которое измеряет длину пути движения автомобиля, расход топлива, а затем выводит эти данные на ЖКИ и записывает во внешнюю флеш-память с определённой периодичностью.

Программное обеспечение написано на языке Си в среде программирования CodeVision AVR, работа устройства симулируется в Proteus 7.1 Professional.

Перечень условных обозначений, единиц и терминов

В данном курсовом проекте используются следующие условные обозначения:

МПУ – микропроцессорное устройство;

БИС – большая интегральная схема;

ЭВМ – электронно-вычислительная машина;

ОМК – однокристальный микроконтроллер;

ПБ – процессорный блок;

ОЗУД – оперативное запоминающее устройство данных;

ПЗУК – постоянное запоминающее устройство команд;

EEPROM – Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (электрически стираемое перепрограммируемое ПЗУ);

ПП – подсистема прерываний;

СЧ – счётчик;

SPI – Serial Peripheral Interface (последовательный периферийный интерфейс);

ФП – формирователь периода;

ГЭС – генератор эталонного сигнала;

КЖКИ – контроллер жидкокристаллического индикатора;

ЖКИ – жидкокристаллический индикатор;

АЦМ – алфавитно-цифровой (символьный) модуль;

РОН – регистр общего назначения.

СТ – счётчик/таймер;

ПУ – периферийное устройство(-ва).

СОДЕРЖАНИЕ

РЕФЕРАТ 3

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, ЕДИНИЦ И ТЕРМИНОВ 4

ВВЕДЕНИЕ 6

1. Структурная организация 7

2. Алгоритмы обработки и управления 10

3. Выбор элементной базы 15

3.1. Выбор ОМК 15

4. Принципиальная электрическая схема 18

5. Программное обеспечение 19

6. Алгоритм тестирования 20

7. Инструкция по эксплуатации контроллера 23

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 26

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 27

ПРИЛОЖЕНИЕ А 28

ПРИЛОЖЕНИЕ Б 29

ПРИЛОЖЕНИЕ В 29

Введение

В рамках курсового проекта необходимо спроектировать систему, реализующую следующие функции: измерение длины пути движения автомобиля, измерение расхода топлива, вывод этих данных на ЖКИ и запись во внешнюю флэш-память с определённой периодичностью.

Объектом курсового проектирования является МПУ, реализуемое на основе современной элементной базы микропроцессорных комплектов больших интегральных схем.

МП – программно-управляемое устройство, обеспечивающее процесс обработки цифровой информации и управление, выполненное в виде одной или нескольких БИС. В настоящее время широко используются только однокристальные МП [1].

Разработка контроллера на базе МП или ЭВМ требует применения большого числа микросхем различного назначения, что существенно увеличивает стоимость, габариты, энергопотребление, снижает надёжность контроллера.

ОМК являются наиболее массовым представителем микропроцессорной техники. Первый патент на однокристальную микро-ЭВМ (микроконтроллер) был выдан в 1971 году инженерам М. Кочрену и Г. Буну, сотрудникам Texas Instruments. Именно они предложили на одном кристалле разместить не только микропроцессор, но и память, устройства ввода-вывода.

ОМК позволяют с минимальными затратами реализовать большую номенклатуру систем управления различными объектами и процессами. Они находят широкое применение в промышленной автоматике, контрольно-измерительной технике, автоматизированных системах различного назначения, аппаратуре связи, бытовой технике и много других применений.

С появлением ОМК связывают начало эры компьютерной автоматизации в области управления.

Более рационально проектирование контроллера именно на базе ОМК.