2 Техническое предложение
Техническое предложение является частью предварительного проектирования. При этом:
принимается решение об использовании микроконтроллера фирмы Microchip, серии PIC18, как, во-первых, отвечающего современным требованиям к элементной базе; во-вторых, имеющегося в наличии на момент разработки проекта;
оптимизация алгоритма программы для устройства будет проводиться на этапе программирования микроконтроллера.
Элементная база
Демонстрационная плата PICDEM 2 Plus содержит следующие физические компоненты [6] (рис. 2.1).
18, 28, 40-pin DIP разъем.
Встроенный +5V регулятор.
Разъем RS-232 и дополнительное оборудование, предназначенное для прямого подключения к разъему RS-232.
Разъем для подключения ICD-отладчика.
Вход для аналоговых устройств.
Три кнопки для внешних воздействий и сброс.
Зеленый индикатор включения LED.
Четыре зелёных LED, подключенных к PORTB.
Переключатель J6 для отключения LED от PORTB.
Кварцевый генератор с частотой 4 МГц.
Разъемы, предназначенные для подключения генератора.
Генератор с частотой 32,768 КГц для использованием Timer1.
Переключатель J7 для отключения встроенного RC генератора.
32К х 8 серийный EEPROM.
LCD дисплей.
Piezo buzzer.
Пространство для подключения дополнительного оборудования.
Термодатчик TC74.
Для реализации данного проекта был выбран микроконтроллер PIC18F4520.
PIC18F4520 – это высокоскоростной RISC микроконтроллер соответствую требования, предъявляемым к элементной базе [8].
Оптимизированная архитектура и система команд для написания программ на языке С.
Тактовая частота 4 МГц.
Линейное адресное пространство памяти программ 32 кбайт, 16384 команд.
Линейное адресное пространство памяти данных 1536 байт.
Память EEPROM (память данных) 256 байт.
Быстродействие до 10MIPS.
16-разрядные команды, 8-разрядные данные.
Система приоритетов прерывания, 17 возможных источников прерывания.
75 команд микроконтроллера.
Пять портов ввода/вывода (PORT A, B, C, D, E).
Аппаратное умножение 8х8 за один машинный цикл.
Возможность самопрограммирования.
Сброс по включению питания (POR), таймер включения питания (PWRT), таймер запуска генератора (OST).
Поддержка последовательного интерфейса адресуемого синхронно-асинхронного приемопередатчика (USART).
Наличие встроенного термодатчика.
4 модуля счетчика/таймера TMR0, TMR1, TMR2, TMR3 разрядности 8 и 16 бит.
Вторичный генератор синхросигнала на основе TMR1/ TMR3.
Программируемая защита кода программы.
Внутрисхемная отладка по двухпроводной линии (ICD).
100 000 циклов стирания/запись памяти программ.
Широкий диапазон напряжений питания (от 2,0 В до 5,5 В).
Наличие 5кОм потенциометра
Наличие Piezo buzzer
Рисунок 2.1 – PICDEM 2 PLUS Demo Board
Алгоритм и варианты реализации
Для программирования микроконтроллера PIC18F4520 можно использовать языки программирования С и ассемблер.
Для реализации устройство измерения температуры окружающей среды выбран язык программирования ассемблер [7,8,9].
Алгоритм работы данного устройства представлен на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2 – Алгоритм устройства