Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
БелорусскиЙ государственный университет
информатики и радиоэлектроники
Факультет инфокоммуникаций
Кафедра защиты информации
Пояснительная записка
к курсовой работе
на тему
Тестер уровня заряда аккумуляторов
БГУИР КП 1-45 01 02-01 019 ПЗ
Студент |
|
|
Руководитель |
|
С. Н. Петров |
Минск 2020
С одержание
ВВЕДЕНИЕ 3
1 ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА 4
1.1 Микроконтроллеры семейства tinyAVR 4
1.2 Микроконтроллер ATtiny13 5
2 ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА 8
3 СТРУКТУРНАЯ СХЕМА УСТРОЙСТВА 9
4 ЭЛЕКТРИЧЕССКАЯ ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА 10
5 СХЕМА АЛГОРИТМА ПРОГРАММЫ 11
6 ОПИСАНИЕ ПРОГРАММЫ ДЛЯ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА 12
7 ИСПЫТАНИЕ РАЗРАБОТАННОГО УСТРОЙСТВА 13
Заключение 14
Список использованных источников 15
ПРИЛОЖЕНИЕ А 17
Введение
Микроконтроллер – это специальная микросхема, предназначенная для управления различными электронными устройствами.
На сегодняшний день существует большое количество микроконтроллеров разных типов. Популярностью у разработчиков пользуются микроконтроллеры РiС фирмы MicrochipTechnology, а также AVR и ARM компании AtmelCorporation.
Чтобы заставить микроконтроллер выполнять поставленные задачи, его необходимо запрограммировать с помощью определенной программы. Обычно она прилагается к принципиальной схеме и содержится в файле с расширением .hex. Чаще эту программу называют “прошивка” (firmware). Для различных микроконтроллеров пишутся разные прошивки. Любая прошивка содержит машинные коды, понятные микроконтроллеру. Но человеку трудно запомнить соответствие управляющих команд и машинных кодов. Поэтому программу вначале пишут с помощью какого-нибудь языка программирования (Assembler, С), а затем переводят в машинные коды контроллера с помощью программы-транслятора.
Использование микроконтроллеров в различных изделиях не только приводит к улучшению всех показателей (стоимость, надежность, потребляемая мощность, габариты) и позволяет многократно сократить сроки разработки и отодвинуть сроки морального старения изделий, но и придаёт им принципиально новые потребительские качества: расширенные функциональные возможности, модифицируемость, адаптивность и т.д.
На сегодняшний день существует более 200 модификаций микроконтроллеров, совместимых с i8051, выпускаемых двумя десятками компаний, и большое количество микроконтроллеров других типов. Популярностью у разработчиков пользуются 8-битные микроконтроллеры PIC фирмы MicrochipTechnology и AVR фирмы Atmel, 16-битные MSP430 фирмы TI, а также 32-битные микроконтроллеры, архитектуры ARM, которую разрабатывает фирма ARM Limited и продаёт лицензии другим фирмам для их производства.
Целью данной курсовой работы служит разработка тестера уровня заряда аккумуляторов с использованием запрограммированного микроконтроллера.
1 Описание используемого микроконтроллера
1.1 Микроконтроллеры семейства tinyAvr
Микроконтроллеры tinyAVR оптимизированы для систем, в которых требуется высокая производительность, эффективное использование энергии, простота применения и компактность. Все микроконтроллеры tinyAVR имеют общую архитектуру и совместимы с другими устройствами AVR. Поскольку в эти микроконтроллеры встроены АЦП, память EEPROM и детектор понижения напряжения питания, для проектирования систем не требуются дополнительные внешние компоненты. Микроконтроллеры tinyAVR обладают флеш-памятью и встроенным инструментом отладки, что ускоряет и делает безопасным внутрисхемное обновление программного обеспечения, снижает стоимость этого процесса и ведет к сокращению времени вывода готового изделия на рынок. Микроконтроллеры tinyAVR уникальным образом сочетают в себе миниатюрность, вычислительную мощность, высокую производительность аналоговой части и интеграцию на системном уровне. Это самые компактные полнофункциональные устройства в семействе AVR – и только они могут работать с напряжением питания всего 0,7 В, что является их главным преимуществом.
Микроконтроллеры tinyAVR находят применение во множестве устройств, включая:
Препроцессоры и контроллеры мобильных телефонов;
Автоматические выключатели, реле мягкого старта и детекторы пересечения нуля в промышленной автоматике;
Электрические зубные щётки, электробритвы и другие предметы личной гигиены;
Электронные игрушки и игры;
Связующие логические схемы систем общего назначения;
Устройства домашней автоматизации и бытовую технику;
Интеллектуальные датчики, АЦП и интерфейсы датчиков для систем отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC);
Электронные балласты, системы управления яркостью свечения;
Медицинские измерительные приборы, раздаточные устройства и ингаляторы;
Портативные устройства GPS, медиа-плееры, спортивный инвентарь и другие портативные устройства;
Устройства дистанционного управления;
Устройства с питанием от солнечных батарей;
Беспроводные компьютерные аксессуары;
Беспроводные датчики в системах безопасности зданий;
Микроконтроллеры tinyAVR прекрасно подходят для устройств с батарейным питанием, так как в дополнение к низкому собственному энергопотреблению имеют ещё и широкий набор спящих режимов.
Повышающий преобразователь, встроенный в отдельные микрокон-троллерыtinyAVR, позволяет им работать от одной батарейки типа AA или AAA. Данный преобразователь превращает напряжение батареи в стабильное напряжение величиной 3В, что обеспечивает достаточно энергии для питания всех узлов микроконтроллера. Возможность работы даже при напряжении питания 0.7В позволяет полностью использовать все преимущества батарейного резервирования системы питания и продлевает срок службы батарей.
Микроконтроллеры столь малого размера могут найти применение во множестве разнообразных устройств, для которых размеры и стоимость являются ключевыми характеристиками. Чаще всего их используют в качестве связующих логических схем в больших системах или как элементы распределённых вычислительных систем в тех случаях, когда организация централизованного мощного вычислительного ядра оказывается нерациональной.
Примеры микроконтроллеров семейства tinyAVR изображены на рисунке 1.
Рисунок 1 – Микроконтроллеры семейства tinyAVR