Реферат
Данная пояснительная записка содержит: 55 страницы, 19 рисунков, 3 таблицы, 2 приложения.
Целью данного курсового проекта является практическое применение знаний, полученных в различных областях науки в пределах таких курсов, как «Специализированные архитектуры ЭВМ», «Микропроцессорная техника», «Проектирование специализированных микропроцессорных систем», а также «Программирование» для реализации полученного технического задания.
Результат выполнения задания – устройство измерения температуры окружающей среды, напряжения на выходах потенциометра, управление звуковым излучателем и часы. Полученные данные необходимо периодически отображать на LCD-дисплее микроконтроллера PIC18F4520.
В пояснительной записке представлены этапы перехода от словесного описания поставленной задачи до конкретной реализации в виде функционирующего устройства. Выполнены все этапы проектирования от технического задания до реализации проекта в выбранной элементной базе (микроконтроллер PIC18F4520) с использованием среды MPLAB IDE.
МИКРОКОНТРОЛЛЕР, ТЕРМОДАТЧИК, MPLAB IDE, LCD-ДИСПЛЕЙ.
Содержание
Введение…………………………………………………………………………….. |
4 |
|
6 |
|
6 |
|
7 |
|
8 |
2.1 Элементная база…………………………………………………………… |
8 |
2.2 Алгоритм и варианты реализации…..…………………………………… |
10 |
|
11 |
3.1 Описание основных модулей микроконтроллера…………………….…. |
17 |
3.1.1 Интерфейс I2C………………………………………………………… |
17 |
3.1.2 Аналого-цифровой преобразователь……………………………….. |
17 |
3.1.3 LCD- экран…………………………………………………………… |
18 |
3.1.4 Порты ввода/вывода……………………………………………….… |
18 |
3.1.5 Адресуемый универсальный синхронно-асинхронный приёмопередатчик (USART)………………………………………… |
19 |
4 Технический проект……………………………………………………………… |
20 |
4.1 Построение проекта………………………………………………………… |
20 |
4.2 Описание интерфейса………………………………………………………. |
21 |
4.3 Основные конструкции и процедуры, используемые для написания программы …………………………………………………………………. |
21 |
5 Рабочий проект……….……..…………………………………………………… |
29 |
5.1 Реализация и программирование…………………………………………. |
29 |
5.2 Физическое тестирование………………………………..…….…………. |
32 |
Выводы …………………………………………………………………………….. |
34 |
Перечень ссылок……………………………………….…………..……………… |
35 |
Приложение А. Программа устройства измерения температуры окружающей среды ……………………………………………………………………………….. |
36 |
Приложение В. Подключаемый файл с описанием функций …………………. |
48 |
Введение
Первое, что привлекает внимание в PIC-контроллерах — это простота и эффективность. В основу концепции PIC, единую для всех выпускаемых семейств, была положена RISC-архитектура с системой простых однословных команд, применение встроенной памяти программ и данных и малое энергопотребление [2]. Микроконтроллеры PIC имеют симметричную систему команд, позволяющую выполнять операции с любым регистром, используя любой метод адресации. В настоящее время MICROCHIP выпускает четыре основных семейства 8-разрядных RISC-микроконтроллеров [6]:
базовое семейство PIC15Cx с 12-разрядными командами, простые недорогие микроконтроллеры с минимальной периферией;
PIC12Cxxx с 12-разрядными командами со встроенным тактовым генератором, выпускаемые в миниатюрном 8-выводном исполнении.
Mid-range PIC16x/7x/8x/9x с 14-разрядными командами. Наиболее многочисленное семейство, объединяющее микроконтроллеры с разнообразными периферийными устройствами, в число которых входят аналоговые компараторы, аналогово-цифровые преобразователи, контроллеры последовательных интерфейсов SPI, USART и I2C, таймеры-счётчики и так далее;
High-end PIC17C4x/5xx высокопроизводительные микроконтроллеры с расширенной системой команд 16-разрядного формата, работающие на частоте до 33 МГц, с объёмом памяти программ до 16 Кслов. Кроме обширной периферии почти все микроконтроллеры этого семейства имеют встроенный аппаратный умножитель 8х8, выполняющий операцию умножения за один машинный цикл.
Особый акцент Microсhip делает на максимально возможное снижение энергопотребления для выпускаемых микроконтроллеров. При работе на частоте 4 МГц PIC-контроллеры, в зависимости от модели, имеют ток потребления меньше 1,5 мА, а при работе на частоте 32,768 КГц — ниже 15 мкА. Поддерживается “спящий” режим работы. Диапазон питающих напряжений PIC-контроллеров составляет 2,0...6,0 В.
В настоящее время готовится к запуску в производство новое пятое семейство PIC-контроллеров PIC18Cxxx. Новые микроконтроллеры будут иметь расширенное RISC-ядро, оптимизированное под использование нового Си-компилятора, адресное пространство программ до 2 Мбайт, до 4 Кбайт встроенной памяти данных и производительность 10 MIPS.
Из программных средств отладки наиболее известны и доступны различные версии ассемблеров, а также интегрированная программная среда MPLAB. Для проектирования устройства был выбран микроконтроллер серии PIC18 так, как на его основе реализована демонстрационная плата PICDEM 2 PLUS.
В данной лабораторной работе было запрограммировано устройство измерения температуры на основе термодатчика TC74, настройка и снятие значений с него осуществлялась при помощи модуля SSP.
Также была запрограммирована работа с потенциометром посредством снятия значений с выходов аналого-цифрового преобразователя настроенного на работу с потенциометром.
Была реализована работа с Piezo Buzzerом при помощи CCP в режиме широтно-импульсной модуляции, что позволило Piezo Buzzer излучать звуки различной частоты и длительности.
Также на основе тактового генератора были запрограммированы часы реального времени с использованием внешних синхросигналов от кварцевого генератора.
В каждой реализованной подпрограмме осуществляется вывод на LCD текущих значений как, то напряжение, температура, текущая длительность и период сигнала, а также времени в формате чч:мм:сс.
Отдельными подпрограммами были реализованы процедуры инициализации LCD и портов, а также меню, которое позволяет переключаться между режимами работы программы.