2 Определение требуемых параметров микроконтроллера

Для выполнения задач поставленных в ТЗ для охранной сигнализации, реагирующей на изменение сопротивления в лучах необходим микроконтроллер с определенными параметрами, такими как быстродействие, объем ОЗУ, число выводов, наличие определенных функциональных модулей.

В данном случае микроконтроллер должен обладать достаточно большим быстродействием для практически беспрерывной проверки входного сопротивления. Частота работы микроконтроллера должна быть не менее 30 МГц. Программа работы микроконтроллера достаточно проста, но микроконтроллер должен обладать достаточным объемом ОЗУ – не менее 512 байт.

Для работы устройства у данного микроконтроллера должно быть не менее 16 выводов.

Для анализа входного сопротивления микроконтроллер должен иметь как минимум четырехканальное АЦП.

Для запоминания контрольных последовательностей постановки и снятия сигнализации микроконтроллер должен иметь программируемое ПЗУ объемом не менее 256 байт.

3 Принцип работы устройства

Данное устройство является охранной сигнализацией, реагирующей на изменение сопротивления лучей.

При включении питания загорается зеленый светодиод. Принцип работы основан на том, что после введения с клавиатуры кодовой последовательности для постановки сигнализации, микроконтроллер начинает постоянно сравнивать значения напряжения на входах АЦП с определенным значением напряжения. При этом зеленый светодиод моргает 1 раз в секунду, а контакты реле разомкнуты. Если значение напряжение соответствует определенному значению в допустимых пределах, то контакты реле остаются разомкнутыми, а микроконтроллер снова считывает значение напряжения. Если же отклонение напряжение превосходит допустимые пределы, то контакты реле замыкаются, что позволяет сообщить о нарушении.

Микроконтроллер постоянно ожидает введения кода с кнопок. Если введенный код соответствует коду снятия сигнализации, то она выключается.

Если ввести неправильный код снятия сигнализации, то на 1 секунду загорится красный светодиод. Если ввести неправильный код 3 раза подряд, то контакты реле замыкаются, что позволяет сообщить о попытке взлома сигнализации.

4 Выбор микроконтроллера

В соответствии с определенными требуемыми параметрами микроконтроллера необходимо выбрать необходимый микроконтроллер. В качестве фирмы производителя микроконтроллеров была выбрана фирма MICROCHIP, которая производит качественные и простые микроконтроллеры, подходящие для выполнения поставленной задачи. Так же эта фирма представляет полное описание своей продукции, представленное в удобной форме [2].

Были выбраны 2 микроконтроллера с подходящими параметрами:

• PIC18F242

• PIC18F442

Частота обоих микроконтроллеров составляет 40 МГц. Основные параметры микроконтроллеров приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Устройство	Память программ (слов)	Память данных ОЗУ (байт)	Память данных ЭСППЗУ (байт)	Портов ввода/ вывода	Каналов 10-битного АЦП
PIC18F242	8192	768	256	23	5
PIC18F442	8192	768	256	34	8

Выбор лучшего микроконтроллера выполняется с помощью комплексной оценки качества.

Анализ влияния параметров на качество изделия: увеличение памяти программ, памяти данных ОЗУ и памяти данных ЭСППЗУ приводит к улучшению качества изделия; так как количество портов ввода и вывода и каналов АЦП у обоих микроконтроллеров больше чем требуется, то увеличение их числа приводит к снижению качества изделия.

Приведем параметры к тенденции повышения качества. Для этого число портов ввода/вывода и каналов АЦП заменим обратными величинами. После чего выполняется нормировка параметров. Результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Устройство	Память программ	Память данных ОЗУ	Память данных ЭСППЗУ	Портов ввода/ вывода	Каналов 10-битного АЦП
PIC18F242	1	1	1	1	1
PIC18F442	1	1	1	0.69	0.625

Весовые коэффициенты параметров устанавливаются по 10 бальной шкале. В данном случае наиболее важными параметрами, влияющими на качество изделия, являются число портов ввода/вывода и число каналов АЦП. Их весовые коэффициенты составляют 3.5. Память программ, память данных ОЗУ и память данных ЭСППЗУ значительно превышают требуемые параметры, поэтому их влияние на качество не такое сильное. Их весовые коэффициенты принимаем равными 1.

Таким образом, сумма взвешенных нормированных дифференциальных параметров для первого микроконтроллера составляет 10, а второго микроконтроллера 6.945. Так как влияние параметров приводилось к тенденции повышения качества, то лучшим изделием является микроконтроллер PIC18F242.

Основные параметры микроконтроллера PIC18F242 представлены в таблице 3 [3].

Таблица 3.