МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ И НАУКИ ФЕДЕРАЦИИ
ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра РТ и МБС
Курсовая работа
по дисциплине
«Цифровые устройства и микроконтроллеры»
Выполнил: студент группы
РТ-21 Джумахони Н.
Проверил: Роженцов А.А.
__________ ________
(подпись) (дата)
Йошкар–Ола
2013
Содержание
Техническое задание 2
Введение 4
Разработка устройства 5
Принцип измерения температуры 6
Перечень элементов по Госту. 14
Разработка структурной схемы 15
Выбор элементной базы 17
Алгоритм программы 21
21
Краткое описание программы 22
Программный код 23
Заключение 27
Список используемой литературы 28
Техническое задание
Создание термометр на базе микроконтроллера ATmega8
Разработать светодиодную лампу со следующими режимами работы:
1. Измеряемая температура от -55 до + 125°С;
2.Погрешность измерения температуры в диапазоне-10..+85°С не более 0,5°С
3.В остальном диапазоне температур погрешность измерения не превышает 2°С
Разработать принципиальную схему устройства.
Разработать печатную плату.
Выполнить макетирование устройства.
Разработать программу для микроконтроллера ATmega8 с помощью среды программированияAtmelStudio.
Установить программу на микроконтроллер ATmega8
Выполнить отладку устройства
Введение
Данный цифровой термометр подходит для большинства потребностей измерения температуры в быту. Например: термометр может использоваться, кроме измерения комнатной и уличной температуры воздуха, для контроля температуры воздуха в инкубаторе, холодильной или морозильной камере, в подвале или погребе, а также для измерения температуры воды в аквариуме, на выходе водонагревателя и т.п.
Не смотря на простоту конструкции, он имеет не плохие характеристики. Достоверность показаний термометра гарантируется применением цифрового датчика DS18B20.Эта микросхема не требует калибровки и позволяет измерять температуру окружающей среды от -55 до +125°С, причем в интервале -10...+85°С производитель гарантирует абсолютную погрешность измерения не хуже ±0,5°С. На границах диапазона измеряемых температур точность ухудшается до ±2°С..
Питается данный термометр переменным напряжением от 6В до 16В или постоянным напряжением от 8В до 20В.
DS18B20 цифровой термометр с программируемым разрешением, от 9 до 12–bit, которое может сохраняться в EEPROM памяти прибора. DS18B20 обменивается данными по 1-Wireшине и при этом может быть как единственным устройством на линии так и работать в группе. Все процессы на шине управляются центральным микропроцессором.
Каждый DS18B20 имеет уникальный 64-битный последовательный код, который позволяет, общаться с множеством датчиков DS18B20 установленных на одной шине. Такой принцип позволяет использовать один микропроцессор, чтобы контролировать множество датчиков DS18B20, распределенных по большому участку. Приложения, которые могут извлечь выгоду из этой особенности, включают системы контроля температуры в зданиях, и оборудовании или машинах, а так же контроль и управление температурными процессами.
Разработка устройства
В этой статье займемся изучением практического применения цифровых датчиков температуры DS18B20. Сделаем простой термометр на семи сегментных индикаторах, который будет показывать положительную и отрицательную температуру с разрешением 0,1 градус Цельсия. Для этой цели используем микроконтроллер Atmega8, который работает от внутреннего генератора частотой 8 МГц, семи сегментный индикатор с общим анодом(четырехразрядный) и датчик температуры DS18B20. Схема устройства показана на рисунке 1. Шину данных датчика подключаем к порту PC0, а также подключаем к плюсу питания через резистор R1 номиналом 4,7 кОм, поскольку выходной транзистор датчика имеет открытый сток. При питании датчика от шины данных(паразитное питание) вывод 3 датчика остается свободным.
Как уже известно последовательность действий при работе с одним датчиком будет такая: 1) послать сигнал обнуления линии (480...960 мкc); 2) принять импульс присутствия или заполнить время паузой (60...240 мкc); 3) послать команду пропуска идентификации 0xCC; 4) послать команду начала преобразования 0x44; 5) пауза не менее 500 мкc для завершения процесса преобразования; 6) обнулить линию; 7) послать команду пропуска идентификации 0xCC; 8) послать команду считывания блокнота 0xBE; 9) принять 9 байт;
10)
выделить и проанализировать бит десятых
долей градуса с установленной точностью,
в нашем примере это 0,0625;
11) проанализировать бит знака; 12) если знак отрицательный, то перевести значение температуры в дополнительный код; 13) делаем преобразование целой и дробной части значения температуры и выводим на дисплей.
Рисунок 1.Принципиальная
схема
