МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АВТОНОМНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ АКАДЕМИКА С.П.КОРОЛЕВА
(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)» (СГАУ)
Факультет информатики
Кафедра информационных систем и технологий
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту по дисциплине
«Микропроцессорные средства автоматизации»
Вариант № 9
Выполнил: студент гр. 6401C
Мельников С.А.
Руководитель проекта:
Иоффе В.Г.
Дата сдачи:
Оценка:
САМАРА 2013
Техническое задание
Разработать контроллер, реализующий следующие функции:
Обнаружение утечек в трубопроводе.
В трубопровод последовательно включаются «n» датчиков объёмного расхода. Датчики – частотные, частота на выходе (10 – 500) Гц, требуемая погрешность измерения 0,1%. Характеристика датчика Qi= Ai + Bi*Fi, где Qi – объёмный расход л/час. Измерение частоты выполняется ОМК, которые связаны между собой и ведущим контроллером (ОМК) по RS-485.
Объёмный расход должен фиксироваться в двоично-десятичной форме и записываться в буфер Обращение к буферу возможно, если в нем хранятся достоверные данные.
Функции ведущего контроллера: загрузка характеристик датчиков в ведомые ОМК ( в EEPROM), сбор информации с ведомых контроллеров и её анализ, передача информации о состоянии трубопровода в ПЭВМ . Опрос датчиков проводится циклически, при отсутствии утечек показания датчиков должны отличаться не более чем на 1%. Если разность расхода между соседними участками больше допустимой, необходимо сформировать код ошибки и передать эту информацию в ПЭВМ. Одновременно необходимо включить соответствующие светодиоды.
Разработать структуру кадра обмена информацией. Количество участков – не более 255.
Реферат
Курсовой проект.
Пояснительная
записка:
МИКРОКОНТРОЛЛЕР, ЧАСТОТОМЕР, ИЗМЕРЕНИЕ, ТРУБОПРОВОД, ДАТЧИК, УТЕЧКИ.
В соответствии с заданием была спроектирована многопроцессорная система на основе ОМК ATmega48P семейства AVR фирмы Atmel, осуществляющая обнаружение утечек в трубопроводе путем сбора информации с датчиков, расположенных в трубопроводе, и .анализа полученных данных. Разработаны алгоритм ее функционирования, структурная схема, а также программное обеспечение.
Программное обеспечение было реализовано в среде разработки CodeVisionAVR, симуляция работы системы проводилось с помощью Proteus 7 Professional.
Перечень условных обозначений, единиц и терминов
ПЭВМ – персональная ЭВМ;
МПУ – микропроцессорное устройство;
МПС – микропроцессорная система;
ОМК – однокристальный микроконтроллер;
ПБ – процессорный блок;
ПЗУ(ROM) – постоянное запоминающее устройство;
ОЗУ(RAM) – оперативное запоминающее устройство;
ОЗУД – ОЗУ данных;
ПЗУК – ПЗУ команд;
РгИ – регистр индикации;
Сч – счетчик-таймер;
ПУ – преобразователь уровней;
ФП – формирователь периода;
ГЭС – генератор эталонного сигнала.
Содержание
ВВЕДЕНИЕ 6
1 СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ 7
2 АЛГОРИТМЫ ОБРАБОТКИ И УПРАВЛЕНИЯ 10
2.1 Алгоритм работы ведущего ОМК 10
2.2 Алгоритм работы ведомого ОМК 14
3 ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ 18
3.1 Выбор ОМК 18
3.2 Выбор ПУ 20
4 ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА 21
5 ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ 22
6 АЛГОРИТМ ТЕСТИРОВАНИЯ 23
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 30
ПРИЛОЖЕНИЕ А 31
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 32
ПРИЛОЖЕНИЕ В 33
Введение
В рамках курсового проекта необходимо спроектировать систему, реализующую следующие функции: обнаружение утечки в трубопроводе и отправка кода ошибки в ПЭВМ при обнаружении утечки.
Объектом курсового проектирования является МПС, реализуемая на основе современной элементной базёы.
Особенностью разрабатываемой системы является наличие большого количества датчиков, которые могут быть расположены на удалении друг от друга, и следственно каждый из них требует отдельного устройства для считывания данных. Для этих целей наиболее рациональным является использование однокристальных микроконтроллеров, ввиду их низкой стоимости, а также наличия необходимой вычислительной мощности, низкого энергопотребления и присутствия всех, необходимых для данной задачи, периферийных устройств.