Министерство Образования Республики Беларусь

Белорусский Государственный Университет Информатики и Радиоэлектроники

Факультет компьютерного проектирования

Кафедра электронных вычислительных средств

Дисциплина: Микропроцессорные системы

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

на тему

РАЗРАБОТКА ЦИФРОВОГО УСТРОЙСТВА НА БАЗЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА

БГУИР КП 1-40 02 02 027 ПЗ

Студент: гр. 100701 Тюшкевич В.

Руководитель: Герасимович В.Ю.

Минск 2015

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 5

1 АНАЛИЗ ЗАДАЧИ 6

1 Функциональная спецификация системы 6

1.2 Описание интерфейса между системой и пользователем 8

2 ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ 11

2.1 Разбиение системы на модули 11

2.2 Соотношение между аппаратными и программными средствами 13

2.3 Построение структурной схемы аппаратной части системы 14

3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ СИСТЕМЫ 16

4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ 22

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 25

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 26

ПРИЛОЖЕНИЕ А 27

Введение

Всё возрастающее применение 8-разрядных микроконтроллеров (МК) семейства HC11 фирмы MOTOROLA во встраиваемых системах управления делает актуальной разработку относительно недорогих систем отладки, доступных широкому классу разработчиков.

Разработка нового отладочного средства должна производиться с учетом уже имеющегося парка отладочных средств и занимать определенную нишу в потребностях разработчика.

В общем случае, при создании нового электронного устройства, управляющим элементом которого предполагается использовать микроконтроллер, перед разработчиком встает ряд задач:

1. выбор типа МК (на основании количества необходимых линий управления, вычислительной мощности, объема памяти, требований к наличию периферийных устройств, габаритов, энергетических характеристик и прочего);

2. ознакомление со структурой, системой команд и особенностями функционирования выбранного МК;

3. написание и отладка программного обеспечения для МК.

В данном курсовом проекте необходимо разработать устройство управления холодильником на базе микроконтроллера MC68HC11. Требования, предъявляемые к проектируемой системе, определяются требованиями потребителей или пользователей, на которых рассчитывается проектируемое устройство.

Требования пользователя могут быть получены во время встречи с пользователем с целью выявления его нужд и определения того, какие действия должна выполнять система.

1 Анализ задачи

1Функциональная спецификация системы

Функциональная спецификация включает два основных компонента:

1) список функций выполняемых системой;

2) Описание интерфейса между системой и пользователем.

Так как система проектируется на основе информации, содержащейся как в требованиях пользователей, так и в функциональной спецификации, важно, чтобы функции, которые должны отображать требуемое поведение системы, были описаны достаточно подробно. Проанализируем требования, которые пользователь предъявляет к устройству, и определим, какие основные действия должна выполнять система. Таким образом, функциональная спецификация должна давать ответы на следующие вопросы:

На первом этапе необходимо получить информацию, касающуюся того, что система должна делать. Для этого необходимо ответить на следующие вопросы:

1. Каковы общие требования к системе?

2. Каким образом необходимо задавать требуемый температурный режим холодильника?

3. Каким образом осуществляется индикация выбранного температурного режима?

4. Какие действия необходимо предпринять, если дверь холодильника открыта в течение длительного промежутка времени?

5. Какие действия необходимо предпринять при невозможности поддержания требуемого температурного режима?

6. Какие требования предъявляются по простоте и удобству эксплуатации?

Из ответов на эти вопросы можно сделать вывод относительно того, что будут представлять собой требования пользователей.

Исходя из заданных данных на курсовой проект, можно выделить следующие функциональные действия, которые должно выполнять наше устройство:

1. Устройство должно автоматически поддерживать заданный температурный режим холодильника.

2. Температурный режим задается с помощью 4 кнопок либо четырехпозиционного переключателя.

3. Индикация выбранного температурного режима осуществляется с помощью четырех светодиодов.

4. Если дверь холодильника остается открытой в течение промежутка времени, превышающего 4 минуты, необходимо включить световую и звуковую индикацию.

5. При невозможности поддержания заданного температурного режима необходимо включить световую и звуковую индикацию.

6. Устройство должно быть несложным в управлении и удобным в эксплуатации

Функциональная спецификация:

1. Посредством четырех кнопок обеспечиваем выбор одного из 4 температурных режимов.

2. Загорается светодиодный индикатор, соответствующий выбранному режиму.

3. Если текущая температура больше максимальной для заданного диапазона, включается мотор охлаждения.

4. Если текущая температура меньше минимальной для заданного диапазона, мотор охлаждения выключается.

5. Если дверь холодильника открыта в течение промежутка времени, превышающего 4 минуты, устройство включает звуковую и визуальную сигнализацию.

6. Если мотор охлаждения работает продолжительное время, а температура не падает, то это свидетельствует о неисправности мотора охлаждения, а следовательно, о невозможности поддержания заданного температурного режима. В том случае также необходимо выдать звуковую и визуальную сигнализацию.

Если распределить эту информацию по категориям ВХОДЫ, ВЫХОДЫ и ФУНКЦИИ, функциональную спецификацию устройства управления холодильником можно представить в следующем виде:

1. ВХОДЫ.

1. Кнопки задания режима.

2. Датчик температуры.

3. Датчик состояния двери.

1. ВЫХОДЫ.

1. Светодиодные индикаторы текущего режима.

2. Мотор охлаждения.

3. Светодиодные индикаторы и зуммер сигнализации.

1. ФУНКЦИИ.

   1. Посредством кнопок задается необходимый температурный режим.

   2. Индикаторы отображают выбранный режим.

   3. Осуществляется автоматическое поддержание температуры режима.

   4. Если дверь холодильника открыта более, чем на 4 минуты, а также если невозможно поддерживать температуру, осуществляется визуальная и звуковая сигнализация.