Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине «Микропроцессорные средства».pdf
Скачиваний:
30
Добавлен:
26.03.2015
Размер:
2.2 Mб
Скачать

Инв. № подл. Подп. и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подп. и дата

Министерство образования и науки РФ Балтийский государственный технический университет

«Военмех» им. Д.Ф. Устинова

СОГЛАСОВАНО

 

УТВЕРЖДАЮ

Преподаватель

 

Преподаватель

 

 

 

 

Кононов О.А.

 

 

 

 

 

Кононов О.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине «Микропроцессорные средства»

УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ТОПЛИВА

Выполнил студент группы И493

Ковалев В.С.

“ ”

СПб, 2013

Инв. № подл. Подп. и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подп. и дата

РЕФЕРАТ

Данная пояснительная записка состоит из 44 страниц, на которых, помимо основного текста, размещены 6 таблиц, 18 рисунков, 2 приложения. При написании использовано 11 источников, среди которых как книги, так и электронные ресурсы.

Ключевые слова: устройство, измерение, расход, датчик, микроконтроллер, порт, передача, протокол, схема, алгоритм.

Цель: проектирование устройства, осуществляющего измерение расхода топлива.

Результат: в ходе выполнения работы проведен анализ требований к прибору, выбрана элементная база, составлена функциональная схема, разработан алгоритм работы устройства, на основе которого написана программа.

 

 

 

 

 

Устройство измерения расхода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

топлива

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовой проект

 

 

 

 

 

Разраб.

Ковалев В.С.

 

 

Лит.

Лист

Листов

Пров.

Кононов О.А.

 

 

по дисциплине

 

 

 

2

44

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«Микропроцессорные

 

 

 

 

 

Н. контр.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

средства»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Утв.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Копировал

 

 

 

 

Формат А4

Инв. № подл. Подп. и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подп. и дата

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

5

1

Уточнение технического задания

6

2

Разработка структурной схемы

7

3

Выбор и обоснование элементной базы

8

 

3.1

Выбор расходомера . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

 

3.2

Выбор преобразователя интерфейса UART<->RS232 . . . . . . .

11

 

3.3

Выбор беспроводного интерфейса передачи данных . . . . . . . .

12

 

3.4

Выбор оптрона . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14

 

3.5

Выбор микроконтроллера . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16

 

3.6

Выбор преобразователей напряжения . . . . . . . . . . . . . . . .

20

4

Разработка функциональной схемы

23

 

4.1

Схема питания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

23

 

4.2

Схема включения микроконтроллера . . . . . . . . . . . . . . . .

24

 

4.3

Схема сопряжения с интерфейсом передачи данных . . . . . . . .

25

 

4.4

Схема сопряжения с датчиками . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

26

5

Разработка алгоритма

28

6

Разработка программы

30

7

Спецификация протокола передачи

32

7.1Получение значения счетчика поданного топлива . . . . . . . . . 33

7.2 Получение значения счетчика возвращенного топлива . . . . . . 34

7.3Получение значения разности счетчиков топлива . . . . . . . . . 34

Заключение

35

Список использованных источников

36

Приложение А Исходный текст программы

38

 

 

 

 

 

Устройство измерения расхода

Лист

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

топлива

3

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

 

Копировал

Формат А4

Инв. № подл. Подп. и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подп. и дата

Приложение Б Функциональная схема

44

 

 

 

 

 

Устройство измерения расхода

Лист

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

топлива

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Копировал

Формат А4

Инв. № подл. Подп. и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подп. и дата

ВВЕДЕНИЕ

За последние 4 года цена на топливо в России увеличилась на 69%[1]. Рост цен на топливо заставляет организации, занимающимися перевозками пассажиров и грузов, увеличивать цены на свои услуги, что в свою очередь вызывает рост цен на другие товары и услуги.

Проблема роста цен на топливо делает актуальной задачу сокращения потерь топлива из-за утечек, нецелевого расхода и несанкционированного отбора. Поставленная задача может быть решена применением совокупности технических, организационных и административных мер.

По данным компании Omnicomm потери компаний, занимающимися перевозками, на топливе доходят до 25%, а для предприятий, эксплуатирующих спецтехнику, потери вырастают до 80 %[2].

В данном проекте решена техническая задача, состоящая в разработке устройства, осуществляющего постоянный и точный подсчет расхода топлива в автотранспорте.

Разрабатываемое устройство ведет постоянный подсчет за объемом топлива, проходящим в шлангах подачи и возврата, и отправляет полученные данные устройству анализа данных по интерфейсу RS-232 или по беспроводному каналу связи.

Основные компоненты устройства являются серийно выпускаемыми изделиями: датчик расхода топлива, микроконтроллер общего назначения, модуль Bluetooth. Такое решение имеет два основных преимущества:

а) надежность компонентов гарантируется их производителями;

б) в устройстве отсутствуют оригинальные компоненты, трудные в производстве.

 

 

 

 

 

Устройство измерения расхода

Лист

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

топлива

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Копировал

Формат А4

Инв. № подл. Подп. и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подп. и дата

1УТОЧНЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ

В данном разделе осуществляется анализ задачи разработки устройства измерения расхода топлива для системы контроля расхода топлива с использованием микроконтроллера. Основной целью анализа является выработка требований для устройства.

Рассмотрим специфику данной задачи. Устройство должно измерять расход топлива автотранспорта, то есть должен преобразовывать объем в цифровой сигнал. Предполагается, что датчики расходомеры подают электрический импульс при прохождении через него некоторого объема (порции) топлива. Поэтому в устройстве должен присутствовать счетчик импульсов, чтобы можно было определить, сколько порций топлива прошло через датчик. Так как в автомобиле содержатся шланги подачи и возврата топлива, то таких счетчиков должно быть два.

Предполагается, что в системе будет бортовой персональный компьютер (ПК), который через определенные интервалы времени будет опрашивать устройств с целью получения количества порций израсходованного топлива. Поэтому в устройстве должен присутствовать двунаправленный интерфейс передачи данных.

Устройство предполагает установку его на автотранспорт, поэтому оно должно работать температурном диапозоне -40 C до 85 C, быть устойчивым к вибрациям и находиться в корпусе, который защищает его от пыли и влаги.

Устройство должно работать от бортовой сети автомобиля, в которой довольно много помех и шумов, что сказывается на непостоянном напряжении в ней. Поэтому в устройстве должна быть схема питания, которая позволяет вырабатывать стабильное напряжение, подходяшее для питания микроконтроллера и других электронных устройств.

 

 

 

 

 

Устройство измерения расхода

Лист

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

топлива

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Копировал

Формат А4

Инв. № подл. Подп. и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подп. и дата

2 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ

Устройство должно включать в себя:

датчик расхода поданного топлива;

датчик расхода возвращенного топлива;

микроконтроллер (МК);

интерфейс для передачи данных на ПК.

Взаимодействие элементов показано на рисунке 1

Рисунок 1 – Структурная схема устройства

 

 

 

 

 

Устройство измерения расхода

Лист

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

топлива

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Копировал

Формат А4