2.2 Алгоритм работы ведомого омк
Получение команды конфигурации;
измерение частоты с датчика;
вычисление объемного расхода в соответствии с измеренной частотой и характеристикой датчика и запись полученного значения в буфер;
при поступлении команды запроса данных от ведущего ОМК, отправить данные, а в случае недостоверности данных, хранящихся в буфере, отправить соответствующее сообщение.
На рисунке 7 представлена обобщенная граф-схема алгоритма.
Использованные обозначения:
TCNT1 – регистр значения СТ1;
ICR1 – регистр захвата СТ1;
T1_FREQ – частота СТ1;
A, И – характеристика датчика;
x – измеренное значение;
Q – объемный расход.
Рисунок 7 – Обобщенная граф-схема алгоритма функционирования ведомого ОМК
На рисунке 8 представлена граф-схема подпрограммы обработки сообщений от ведущего ОМК.
Рисунок 8 – Граф-схема подпрограммы обработки сообщений от ведущего ОМК
3 Выбор элементной базы
3.1 Выбор омк
В ходе выполнения курсового проекта необходимо выбрать ОМК в соответствии с требованиями, которые налагаются содержанием технического задания, а также с дополнительными требованиями, например, минимальное энергопотребление, малые габариты, возможность работы в широком диапазоне питающих напряжений, наличие резидентных средств отладки и контроля работоспособности [2].
Для сокращения времени на разработку ПО и всей системы в целом, целесообразно выбрать одну модель ОМК как для ведущего МПУ, так и для ведомых. Таким образом, исходя из задания и структурных схем, требуется подобрать ОМК, в состав которого входят следующие элементы:
ОЗУ;
ПЗУ;
2 счетчика-таймера;
контроллер прерываний;
модуль UART;
модуль SPI;
EEPROM;
10 линий ввода-вывода (3 линии для UART, 4 линии SPI, 2 линии для подключения внешнего кварцевого резонатора, 1 линия для подключения датчика объемного расхода).
Всем вышеперечисленным требованиям удовлетворяет микроконтроллер ATmega48P семейства AVR фирмы Atmel, сочетающий в себе функциональность и небольшую стоимость. Отличительными особенностями данного ОМК являются: RISC-архитектура, большинство команд выполняется за один тактовый цикл, ОЗУ объемом 512 байт, ПЗУ объемом 4 Кбайт, 23 линии ввода-вывода общего назначения, 1 шестнадцатиразрядный и 2 восьмиразрядных счетчика-таймера, внутренние и внешние источники прерываний, два режима пониженного энергопотребления [3].
На рисунке 9 представлено графическое обозначение микроконтроллера (корпус на 32 вывода, квадратный).
Рисунок 9 – Графическое обозначение микроконтроллера ATmega48P
Распределение ресурсов ОМК представлено в таблице 1 для случая ведущего МПУ, в таблице 2 – для ведомых МПУ.
Таблица 1 – Распределение ресурсов ведущего ОМК
Наименование вывода |
Назначение |
RXD,TXD |
UART |
PD7 |
Управление направлением передачи ПУ |
PD6 |
Управление светодиодами |
MOSI,MISO,CSK, |
SPI |
Таблица 2 – Распределение ресурсов ведомого ОМК
Наименование вывода |
Назначение |
RXD,TXD |
UART |
PD7 |
Управление направлением передачи ПУ |
ICP1 |
Счетчик-таймер 1 |
XTAL1, XTAL2 |
Внешний кварцевый генератор |