1 Техническое задание
Техническое задание (ТЗ) на проектирование должно содержать исчерпывающую и однозначную информацию о требованиях, предъявляемых к проекту. Техническое задание обычно объемный документ, в котором на естественном языке описана, по сути, словесная модель проектируемой системы. Несмотря на строгость и точность формулировок ТЗ не дает однозначного описания объекта проектирования и не позволяет непосредственно переходить от описания функционирования системы к ее техническому воплощению [1].
Назначение устройства
Необходимо реализовать на микроконтроллере PIC18F4520 устройство, выполняющее периодически измерение напряжение с помощью 5 кОм потенциометра, управление динамиком, измерение температуры окружающей среды и организация часов реального времени на основе счётчика. Эти данные необходимо отображать на экране. Переключение между режимами должно осуществляться с помощью меню. Все данные передавать на внешние устройства для дальнейшей обработки через порт RS-232, например для отображения на ПК при помощи Hyper Terminal.
Спроектированное устройство может применяться для измерения температуры в домашних условия, на предприятиях, в научных лабораториях и т.д. Данное устройство не подходит для высокоточного измерения температуры в связи с определенными технологическими особенностями самого микроконтроллера и встроенного в него термодатчика.
Измерение напряжения на выходах потенциометра имеет исключительно образовательное назначение, т.к. сам потенциометр является весьма неточным, но позволяет научится применять аналого-цифровые преобразования. Цели организации работы с динамиком и построения часов аналогично.
Устройство работает независимо от компьютера. Преимущество – мобильность устройства и простота использования. Для функционирования данного устройства в нормальном режиме необходимо обеспечить постоянную подачу электроэнергии. Диапазон рабочих напряжений – с 2 до 5 В. Устройство должно быть защищено от попадания на его поверхность жидкости и других вредных воздействия в связи с отсутствием корпуса. Минимальный срок общей эксплуатации составляет 10 лет. Минимальная гарантированная продолжительность непрерывной работы – 48 часов.
В соответствии со спецификацией устройства PICDEM 2 PLUS в нём реализованы последующие соответствия портов и входов/выходов устройств (табл. 1.1)[11]. Данная таблица наилучшим образом показывает назначение входов/выходов микроконтроллера.
Таблица 1.1 – Соответствие портов и входов/выходов устройств
Устройство ввода/вывода |
Порты |
LEDs (D2-D5) |
RB3:RB0 |
USART |
RC6:RC7 |
Master Reset (S1) |
MCLR |
User-defined (S2) |
RA4 |
User-defined (S3) |
RB0 |
Potentiometer (R16) |
RA0 |
LCD1 |
RA3:RA1 and RD3:RD0 |
EEPROM (Ux) |
RC3/RC4 |
Buzzer (P1) |
RC2 |
ICD Connector (J5) |
RB6:RB7 |
Temperature sensor (Ux) |
RC3:RC4 |
Crystal oscillator (Y1) |
OSC1 and OSC2 |
External oscillator (Y2) |
OSC1 |
Требования к реализации
Сроки проектирования определяются сроками выполнения курсового проекта, включая разработку документации. Проект считается законченным, если проведено программирование микроконтроллера и результат соответствует техническому заданию. Основные требования к проектированию: использование свободно распространяемых микроконтроллеров PIC18F4520, описание моделей с помощью языка программирования ассемблер, использование тестового подхода к проверке исправности модели устройства. Способ проверки – физическое тестирование основных этапов программы [5].