Областное государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Смоленская академия профессионального образования»

(ОГБПОУ «СмолАПО»)

ОТЧЕТ

по учебной практике

в рамках профессионального модуля ПМ.02 Применение микропроцессорных систем, установка и настройка периферийного оборудования

на тему:

«ПОСТРОЕНИЕ И РАЗРАБОТКА СИСТЕМ НА ОСНОВЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ СЕМЕЙСТВА ARDUINO: ______________________________________________________________»

Выполнил студент группы _____

____________________________

Подпись:____________________

«__» _______20__ г.

Руководитель учебной практики:

Логунова Е.А, преподаватель

Подпись:____________________

«__» _______20__ г.

Оценка:_____________________

Смоленск 2016

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ 3

1. Анализ технического задания 5

2. Выбор и обоснование технического решения 6

2.1 Разделение функций между аппаратной и программной частями 6

2.2 Структурная схема 6

2.3 Выбор элементной базы 8

2.3.1 Выбор датчика температуры 9

2.3.2 Выбор микроконтроллера 10

2.3.3 Выбор отладочной платы 14

3. Функциональная схема 16

4. Разработка программного обеспечения 17

4.1 Выбор среды программирования 17

4.2 Алгоритм работы программы 18

4.3 Функциональная организация программы 18

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 20

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 21

ПРИЛОЖЕНИЕ А 22

Введение

Микроконтроллеры используются во всех сферах жизнедеятельности человека, устройствах, которые окружают его. С помощью программирования микроконтроллера можно решить многие практические задачи аппаратной техники. Можно считать что микроконтроллер – это компьютер, разместившийся в одной микросхеме. Отсюда и его основные привлекательные качества: малые габариты; высокие производительность, надежность и способность быть адаптированным для выполнения самых различных задач. Микроконтроллер помимо центрального процессора содержит память и многочисленные устройства ввода/вывода: аналого-цифровые преобразователи, последовательные и параллельные каналы передачи информации, таймеры реального времени, широтно-импульсные модуляторы, генераторы программируемых импульсов и т.д. Его основное назначение – использование в системах автоматического управления, встроенных в самые различные устройства: фотоаппараты, сотовые телефоны, музыкальные центры, телевизоры, видеомагнитофоны и видеокамеры, стиральные машины, микроволновые печи, системы охранной сигнализации, системы зажигания бензиновых двигателей, электроприводы локомотивов, ядерные реакторы и многое, многое другое.

Применение МК можно разделить на два этапа: первый – программирование, когда пользователь разрабатывает программу и прошивает ее непосредственно в кристалл, и второй – согласование спроектированных исполнительных устройств с запрограммированным микроконтроллером. Значительно облегчают отладку программы на первом этапе – симулятор, который наглядно моделирует работу микропроцессора. На втором этапе для отладки используется внутрисхемный эмулятор, который является сложным и дорогим устройством, зачастую недоступным рядовому пользователю.

Целью данной работы является разработка устройства, измеряющего температуру в помещении.

1. Анализ технического задания

По заданию требуется спроектировать устройство, измеряющее температуру в помещении. Для этого необходимо выбрать элементную базу и реализовать программную часть.

Принцип работы устройства: есть датчик температуры, он снимает значения температуры в помещении и передает данные на микроконтроллер. Исходя, из предустановленной программы микроконтроллер обрабатывает данные, полученные от датчика. В данном проекте будет реализована программа, которая на основе предустановленной температуры (задается пользователем), будет диагностировать, является ли температура в помещении в пределах нормы или же выходит из этих пределов.

Устройство рассчитано на работу внутри помещения, исходя из этого, будет подбираться элементная база, удовлетворяющая условиям работы в помещениях.

2. Выбор и обоснование технического решения

2.1 Разделение функций между аппаратной и программной частями

Аппаратная часть, представленная в виде микроконтроллера и подключенного к нему датчика температуры, будет реализовывать «физическую» часть работы устройства. Датчик, снимая показания температуры в помещении, передает данные микроконтроллеру, где они проходят дальнейшую обработку согласно программной части.

Программная часть реализует логическую часть работы прибора. Она осуществляет обработку данных полученных от датчика, представление их в форму понятную для восприятия человеком (преобразует полученные данные к виду: градусы Цельсия или Фаренгейта), а так же устанавливает частоту опроса датчика, способ индикации прибора.

Для того чтоб сделать демонстрацию работоспособности системы наиболее наглядной и понятной, установим периодичность измерений температуры равной 30мкс, а в роли индикации результата измерения будем использовать два светодиода, красный и зеленый. При превышении порогового значения температуры будет загораться красный светодиод. Периодичность измерения температуры выбрана исходя из того, что нам для демонстрации работоспособности нужна быстрая реакция системы.