- •Содержание
- •Введение
- •1. Теоретические сведения и принципы функционирования отдельных узлов устройства
- •1.1 Структура микроконтроллера atMega128
- •1.1.2 Организация памяти и портов ввода/вывода микроконтроллера
- •1.2.Ds1307- Часы реального времени с последовательным интерфейсом и организацией памяти 64х8
- •1.3.Структура жидкокристаллического индикатора wm-c1602n
- •1.4.Клавиатура стенда нтц 3.100
- •2. Обоснование структуры
- •3.Функциональнаясхема
- •4. Электрическая принципиальная схема
- •4.1 Описание электрической принципиальной схемы
- •4.2 Выбор элементной базы
- •5. Печатная плата
- •Описание программы разработки печатной платы
- •Выбор материала печатной платы
- •6. Блок-схема алгоритма
- •7. Программа
- •Заключение
- •Список использованныхисточников
- •Приложения
2. Обоснование структуры
Задачей проекта является разработка часов реального времени.
Разрабатываемое устройство предусматривает обмен информацией с внешними устройствами. Для подключения внешних устройств и приёма-передачи информации используется последовательный интерфейс I2C.
Разрабатываемое устройство предусматривает ввод данных с клавиатуры, их обработку, вывод соответствующей информации на жидкокристаллический дисплей.
Для связи микроконтроллера с клавиатурой используется дешифратор, преобразующий запросы микроконтроллера к клавиатуре и нажатия клавиш в соответствующие сигналы, направленные к микроконтроллеру.
Информация, предназначенная для пользователя, передаётся на жидкокристаллический дисплей.
При совпадении текущего значения времени с заданным, выдаётся сигнал на дискретный светодиодный индикатор.
Исходя из задачи проекта, делаем вывод о том, что структура будет включать в себя:
- часы реального времени DS1307;
- жидкокристаллический индикатор WM-C1602N для вывода значения температуры в данный момент времени и отслеживания ее изменения;
- дискретный световой индикатор ДСИ1, представляющий собой светодиод для сигнализирования о совпадении времени;
- клавиатура для ввода заданного время для сравнения
- микроконтроллер ATmega128, как непосредственный центр работы и выполнения всей программы.
3.Функциональнаясхема
Структурная схема разрабатываемого устройства состоит из следующих блоков:
1. Микроконтроллер ATMega128.
2. Клавиатура.
3. Дешифратор.
4. Жидкокристаллический дисплей.
5. JTAGICE.
6. USB
7. Источник питания.
8. Часы реального времени, соединённые с микроконтроллером по шине I2C
9. Дискретные светодиодные индикаторы
Микропроцессор ATMega128 – центральный блок, осуществляющий управление другими блоками.
Блок источника питания осуществляет питание микроконтроллера, микросхемы дешифратора, жидкокристаллического дисплея и JTAGICE.
Клавиатура необходима для ввода пользователем информации.
Дешифратор обеспечивает связь микроконтроллера с клавиатурой, преобразуюя запросы микроконтроллера к клавиатуре и нажатия клавиш в соответствующие сигналы, направленные к микроконтроллеру.
Для обратной связи устройства с пользователем используется жидкокристаллический дисплей, который подключается непосредственно к микроконтроллеру.
Функциональная схема создаваемого устройства представлена в Приложении А.
4. Электрическая принципиальная схема
4.1 Описание электрической принципиальной схемы
В качестве основного микроконтроллера DD1 в стенде используется микроконтроллер ATMega128 семейства AVR Mega. Для формирования тактовых импульсов к выводам XTAL1 и XTAL2 подключен кварцевый резо-натор ZQ1 на 7,3728 МГц.
К выходам PG3, PG4 микроконтроллера DD1 через разъем ХР4 и рези-сторы R1, R2 подключены светодиодные индикаторы ДСИ1 и ДСИ2.
Через PortCмикроконтроллер осуществляет управление клавиатурой. Сигналы с микроконтроллера поступают на дешифратор DD3, где формируется код опрашиваемой строки и через схему инверсии, реализованную на транзисторах VT1–VT4 поступает на тактовые кнопки клавиатуры SA1–SA12. Диоды VD4 – VD7 препятствуют обратному прохождению сигнала. При замыкании кнопки клавиатуры, сигнал проходит через резисторы R4 – R6 обратно на микроконтроллер.
В стенде используются устройство, подключаемое к шине I2C, кото-рым является часы реального времени – микросхема DD4DS1307,к разъёмам Х1 и Х2 которой часовой подключён кварцевый резонатор HC-49Uна 32,768 кГц. Микросхема запитана резервным питанием от аккумуляторной батареи GB1. ШинаI2C подпитана опорным напряжением через резисторы R7 иR8.
Жидкокристаллический индикаторDD2 подключен к микроконтроллеру по четырехпроводной схеме. На элементах VD2, VD3, R3 собрана схема регулировка контрастности индикатора. Резистор R3 ограничивает ток питания схемы подсветки индикатора.