 |
 |
 |
|
|||||||||
|
 | |||||||||||
|
 |
||||||||
|
МЕНЮ
|
БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Схема електрична принципова "Луноходу" з мікроконтролерним управліннямСхема електрична принципова "Луноходу" з мікроконтролерним управлінням9 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ РОМЕНСЬКИЙ КОЛЕДЖ ДЕРЖАВНОГО ВИЩОГО НАВЧАЛЬНОГО ЗАКЛАДУ "КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ЕКОНОМІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ВАДИМА ГЕТЬМАНА" Спеціальність: 5.091 504 "Обслуговування комп'ютерних та інтелектуальних систем та мереж" КУРСОВА РОБОТА З предмету: "Мікропроцесорні системи" Тема: "Розробити схему електричну принципову „Луноходу” з мікроконтролерним управлінням" Перевірив: Виконав: викладач ст. групи К-3-2 Шокота Т.А. Підопригора В. Ромни 2007 Зміст
Характеристика постійної напруги
Параметри зовнішнього тактового сигналу
Варіанти виконання мікроконтролера
9 Рисунок 1.3.1. - Структурна схема пристрою Структурна схема проектуємого пристрою містить: Батарея; ІЧ-передавач; ІЧ-приймач; Ключі; МК. Батарея - це пристрій який подає напругу на пристрої які потребують живлення. ІЧ-Предавач-це пристрій який побудований таким чином щоб передавати інфрачервоні імпульси. ІЧ-Приймач-це пристрій який повинен приймати інфрачервоні імпульси. Ключі - це пристрій який дозволяє або забороняє передачу даних які поступають з приймача. Мікроконтролер - керований пристрій, виконаний на одному чи кількох кристалах, функціями якого є логічний аналіз і керування. 2. Спеціальний розділ2.1. Вибір і обґрунтування елементної базиВ схемі проектованого мною пристрою використано МК AT90S2313, технічні характеристики якого вказано у розділі 1.2, в схемі також є кварцовий резонатор з частотою 5 МГц, але можна використовувати будь-який інший до 10 МГц. Для захисту виходу порту мікроконтролера від пошкоджень у випадку пробою польового транзистора VT3 (КП130Е) використано опір R7 (1 кОм) для обмеження струму через еміттерний перехід. Синхронний детектор виконано на польовому транзисторі VT3 (КП 130Е), його використання обумовлене тим, що під час роботи локатора на резисторі R3 створюється не лише коливання частотою біля 1220 Гц, а й пульсації частотою 100 Гц від ламп накалювання та інші випадкові перешкоди, як в видимому так і в інфрачервоному діапазоні, що могло б призвести до хибного спрацювання, так як рівень таких перешкод може бути рівновеликим з рівнем відбитого робочого сигналу інфрачервоного випромінювання. Спочатку в моделі було застосовано двигуни з великим споживаним струмом (біля 600 мА), але вини були джерелом інтенсивних імпульсних перешкод. Їх прийшлося замінити на біль економічні, такі що створюють значно менші перешкоди, двигуни ДПБ-902. Можливе використання і інших колекторних двигунів від магнітофонів і магнітол. 2.2. Принцип роботи окремих ВС з використанням часових діаграмВ даному розділі курсового проекту детально описано режимі адресації МК AT90S1200. Дані, над якими виконують операції знаходяться в регістрі r (Rr) і d (Rd). Пряма регістрова адресація з двома регістрами - Rr і Rd. Дані, над якими виконують операції знаходяться в регістрі r (Rr) і d (Rd). Результат операції зберігається у регістрі d (Rd). Рисунок 2.2.1. - Пряма регістрова адресація з одним регістромРисунок 2.2.2. - Пряма регістрова адресація з двома регістрамиСхема прямої адресації до області вводу/виводу даних зображена на рисунку 2.2.3. На рисунку п - адреса регістру, використаного в операції, який знаходиться безпосередньо в коді команди, в бітах 0…5. Рисунок 2.2.3. - Пряма адресація до області вводу/виводуСхема прямої адресації до пам'яті даних зображена на рисунку 2.2.4. 16-розрядна адреса чарунки пам'яті знаходиться в коді команди, яка складається з двох слів. Rr/Rd визначає регістр, який використовується при роботі з пам'яттю даних. Схема непрямої адресації до пам'яті даних зі здвигом зображена на рисунку 2.2.4. Адреса операнда визначається як сума вмісту Z або Y регістра і біт 0…5 коду команди. Рисунок 2.2.4. - Схема непрямої адресації до пам'яті даних зі здвигомСхема непрямої адресації до пам'яті даних зображена на рисунку 2.2.5. Адреса операнда знаходиться в Х-, Y-, або Z-регістрі. Рисунок 2.2.5. - Схема непрямої адресації до пам'яті даних. 2.3. Принцип роботи пристрою згідно схеми електричної принциповоїНа основі цієї схеми лежить економічний восьмибітний КМОП мікроконтролер (МК) АТ90S2313, налаштований з використанням розширеної архітектури AVR. Тактову частоту задає кварцевий резонатор ZQ1 на частоту 5 мГц (вона може досягати до 10 мГц). Ланцюг из резистора R13 и конденсатора С12 служать для онулення МК в момент ввімкнення живлення. Рознімання Х1 призначене для швидкого з'єднання и розєднання МК і решти пристроїв, а також для підключення МК до комп'ютера з метою оновлення програми або діагностики роботи. Крім мікроконтролера, прилад має імпульсний передавач ІЧ випромінювання (VT4,VD2), приймач захищений від перешкод випромінювання, складається із світлодіода VD1, Двокаскадного підсилювача (VT1, VT2) і синхронного детектора (VT3), і чотирьох електронних ключів (1 VT1-1 VT3,...,4 VT1-4 VT3). Живеться пристрій від батареї, складається з чотирьох акумуляторів з ємністю 1500 мА. ч, які встановлюються в передбачений модельний відсік. Напруга живлення мікроконтролера і приймача ІЧ випромінювання підтримується незмінною мікросхемним стабілізатором напруги DА1. В процесі роботи з виходу порту РD0 на базу транзистора VT4 послідовно надходять імпульси з частотою приблизно 1220Гц. В результаті він періодично відкривається, ввімкнений в її колекторний ланцюг світлодіод VT2 і створює в напрямі руху моделі пульсуюче з вказаною частотою ІЧ випромінювання. Резистор R7 обмежує напругу через емітерний перехід транзистора і захищає вихід порта МК від пошкодження при пробої цього переходу. Максимальну напруга через світлодіод обмежує резисто R9. Відображена перешкода ІЧ випромінювання сприймає фотодіод VD2, ввімкнений паралельно резистору R2, через який здійснюється ООС по постійному струмі, охоплюючи двухкаскадним підсилювачем на транзисторах VT1, VT2. Импульси напруги з колектора транзистора VT2 поступають на синхронний детектор, виконаний на польовому транзисторі VT3. Його застосування обумовлено тим, що під час роботи локатора на резисторі R3 створюють не тільки коливання з частотою приблизно 1220 Гц, але й пульсації частотою 100 Гц. Програмне управління передатчиком ІЧ випромінювання проводиться записом деякого числа в порт DМК. Якщо молодший біт цього числа рівний-0, світлодіод VD2 погасне, а якщо він рівний-1, включиться. Послідовна зміна значень цього біта приводить до появи зпереду моделі пульсуючого рівня освітлення в ІЧ частини спектра. Рівень відображеного випромінювання фіксується фотодатчиком, и при його зростанні робить попередження що попереду е перешкода. 3. Експлуатаційний розділ3.1. Ініціалізація програмуємих ВІСПісля подачі сигналу скидання в той час включається живлення МК починає виконувати програму з відмітки старт. В цій частині програми проводиться начальна ініціалізація стека, резисторів, портів ввода/вивода В і D, аналогового компаратора, Восьмирозрядного таймера, встановлюються частота слідована імпульсам на таймері, рівна СК/8(СК-тактова частота яка дорівнює 5 мГц). Програму ініціалізації та тестування роботи пристрою наведено в пункті 3.2. 3.2. Тест перевірки окремих вузлів або пристроївВ даному розділі вашій увазі представлено програму ініціалізації та тестування мікросхеми пристрою: bigpauseequ100; задаємо значення стартової паузиpause1egu15; значення паузи перед зміною напрямку рухуpause2equ50; задаємо час, на протязі якого планетохід буде від'їжджати назадpause2equ50; задаємо час, на протязі якого планетохід буде розвертатисяportAequ05h; адрес порта АportBequ06h; адрес порта Вorg0h; резервування 100 байт починаючи з адресу 0hreset: movr31,1Fh; задаємо направлення роботи портівoutportB,r31; PB0, PB1, PB2, PB3, PB4 - виходи, PB5, PB6 - входиmovr31,61h; виводимо в порт В код зупинки двигунів,outportB,r31; і вмикаємо резистори на входах РВ5, РВ6movr31,bigpause; записуємо в регістр r31 значення великої паузиcallpause; викликаємо підпрограму паузиjmpstart; переходимо на мітку стартstart: movr31,00000011b; установлюємо на виході РВ1 лог.1, outportB,r31; що зумовлює ввімкнення лівого двигунаmovr31,00001011b; установлюємо на виході РВ3 лог.1,outportB,r31; що зумовлює ввімкнення правого двигунаmovr31,00001010b; установлюємо на виходіРВ0 лог.0,outportb,r31; що і гасить світлодіодscan: inr31,portB; читаємо стан порту Вtestr31,01000000b; перевіряємо чи натиснута права кнопкаjzleft; якщо натиснута, переходимо на мітку lefttestr31,00100000b; перевіряємо чи натиснута ліва кнопкаjzright; якщо натиснута, переходимо на мітку rightjmpscan; якщо ні одна кнопка не натиснена, повторяємо цикл перевірки стану кнопокleft: movr30,63h; записуємо в регістр r30 код повороту наліво, який буде виводиться в порт вcallstop; визиваємо підпрограму stopjmpstart; повертаємося на мітку startright: movr30,69h; записуємо в регістр r30 код повороту направо, який буде виводиться в порт вcallstop; визиваємо підпрограму stopjmpstart; повертаємся на мітку start; підпрограма stop, задача якої - ввімкнення потрібного маневру (відїзд, повороти направо та наліво) stopprocmovr31,00001000b; установлюємо на виході РВ1 лог.0, outportB,r31; що зумовлює вимкнення лівого двигунаmovr31,00000000b; установлюємо на виході РВ3 лог.0,outportB,r31; що зумовлює вимкнення правого двигунаmovr31,pause1; записати в регістр r31 значення паузи перед зміною направлення рухуcallpause; викликаємо підпрограму pausemovr31,00000100b; встановлюємо на виході РВ2 лог.1,outportB,r31; що заставляє лівий двигун крутитися в іншу сторонуmovr31,00010100bвстановлюэмо на виході РВ4 лог.1,outportB,r31; що заставляє правий двигун крутитися в іншу сторонуmovr31,00010101bвстановлюэмо на виході РВ0 лог.1,outportB,r31; що запалює світлодіодmovr31,pause2; записати в регістр r31 значення часу, на протязі якого планетохід буде від'їжджати назадcallpause; викликаємо підпрограму pausemovr31,00010101b; встановлюємо на виході РВ2 лог.0,outportB,r31; що вимикає лівий двигун movr31,00010001bвстановлюэмо на виході РВ4 лог.0,outportB,r31; що вимикає правий двигунmovr31,00000000bвстановлюэмо на виході РВ0 лог.0,outportB,r31; чим гасимо світлодіодmovr31,pause1; записати в регістр r31 значення часу, перед зміною напрямку рухуcallpause; викликаємо підпрограму pauseout portB,r30; виводимо в порт В код повороту наліво/направоmovr31,pause3; записати в регістр r31 значення часу, на протязі якого планетохід буде виконувати поворотcallpause; викликаємо підпрограму pauseoutportB,r30; записуємо в порт В код відповідаючий повороту направо чи налівоmovr31,pause3; записати в регістр r31 значення часу, на протязі якого планетохід буде виконувати поворот callpause; викликаємо підпрограму pausemovr31,61h; записуємо в регістр r31 код, відповідний відключенню двигунівoutportB,r31; та виводимо його на порт Вmovr31,pause1; записати в регістр r31 значення часу, перед зміною напрямку рухуcallpause; викликаємо підпрограму pausestopendp; вихід із підпрограми; - --------------------------------------------------------------; підпрограма витримки пауз, інтервал яких задається регістром r31; - --------------------------------------------------------------pauseprocd3: movr29,FFh; встановлюємо регістр r29 в FFhd2: movr28,FFh; встановлюємо регістр r28 в FFhd1: subr28,1; віднімаємо від регістру r28 одиницюtestjzd1subr29,1; віднімаємо від регістру r29 одиницюtestjzd2subr31,1; віднімаємо від регістру r31 одиницюtestjzd3pauseendp; вихід із підпрограмиend; завершення програми3.3. Розрахунок надійності пристроюНадійність - властивість пристрою виконувати задані функції в заданих режимах і умовах застосування, обслуговування, ремонту, збереження, транспортування на протязі необхідного інтервалу часу. Показники надійності: Безвідмовність. Довговічність. Ремонтопридатність. Збереження. Безвідмовність - властивість безупинно зберігати працездатність до граничного стану, після настання, якого подальша експлуатація виробу економічно недоцільна. Ремонтопридатність - пристосованість пристрою до попередження відмовлень, до можливості виявлення та усунення несправностей шляхом проведення ремонту і технічного обслуговування. До термінів ремонтопридатності відносяться: відмовлення, збереження. Відмовлення - подія, що полягає в повній або частковій утраті працездатності пристрою. Відмовлення бувають: Раптові (катастрофічні) - стрибкоподібна зміна параметрів робочого виробу. Поступові (параметричні) - постійна зміна одного або декількох параметрів з часом, що виходять за припустимі межі. Збереження - термін, протягом якого при дотриманні режимів збереження виріб зберігає працездатний стан. Розрахунок надійності поділяється на три розділи: Визначення значення інтенсивності відмовлення всіх елементів за принциповою схемою вузла пристрою. Визначення значення імовірності безвідмовної роботи всієї схеми. Визначення середнього наробітку до першого відмовлення. Виконання розрахунків проходить наступним чином: 1. Інтенсивність відмовлення всіх елементів визначається за формулою: (3.3.1) де: ni - кількість елементів у схемі; i - інтенсивність відмовлень і-го елемента; m - кількість типів елементів. При розрахунку також потрібно враховувати інтенсивність відмовлень через пайки радіоелементів на друкованій платі. Інтенсивність відмовлень елементів розраховуємо за формулою: (3.3.2) де: о - інтенсивність відмовлень елементів у режимі номінального навантаження; Кe - експлуатаційний коефіцієнт; Кр - коефіцієнт навантаження. Усі ці параметри беруться з довідника з розрахунку надійності. 2. Ймовірністю безвідмовної роботи називається ймовірність того, що за певних умов експлуатації в заданому інтервалі часу не відбудеться жодного відмовлення. Ймовірність безвідмовної роботи визначається за формулою: (3.3.3) де: - інтенсивність відмов всіх елементів; t - час, (год). За результатами розрахунків складається таблиця і графік. 3. Середній наробіток до першого відмовлення - це час роботи пристрою до першої відмови. Середній наробіток на відмовлення визначається за формулою: (3.3.4) Розрахунок надійності пристрою приведено далі. 4. АнотаціяУ даній курсовій роботі була розроблена схема електрична принципова для дослідження дослідження роботи мікроконтролера. У роботі приведена структурна схема пристрою, зроблений вибір елементної бази. Для перевірки працездатності пристрою розроблена Тест-програма для перевірки працездатності і налагодження спроектованого модуля. Зроблено розрахунок надійності схеми. МК може бути використані в недорогих багатофункціональнихпристроях, призначених для керування побутовими приладами. радіоелектронною апаратурою, для рішення різноманітних задач на нижчих рівнях керування. Виконання курсової роботи дозволило ознайомитися зпринципами побудови МК, особливостями архітектуриокремих В1С, а також розробки програмного забезпечення мовою асемблера. ЛітератураМетодичні вказівки щодо виконання курсової роботи. Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы / Под ред. С.В. Якубовского. - М. Радио и связь, 1984. Алексеенко А.Г., Галицин А.Д., Иванников А.Д. Проектирование радиоэлектронной литературы на микропроцессорах. - М.: Радио и связь, 1984. Самофалов К.Г., Викторов О.В., Кузняк А.К. "Микропроцессоры" // К.: Техника, 1986. ЕСКД ГОСТ 2.708-81 "Правила выполнения электрических схем цифровой вычислительной техники". Балашев Е.П., Григорьев В.Л., Петров Г.А. Микро - и мини-ЭВМ. - Л.: Энергоатомииздат, 1984. Вершинин О.Е. Применение микропроцессоров для автоматизации технологических процессов. - Л. Энергоатомииздат, 1986. |
РЕКЛАМА
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА | ||
 |
© 2010 | |