• Название:

    Диплом вкратце

  • Размер: 0.06 Мб
  • Формат: DOC
  • или



РОЗДІЛ 1. ОПИС ПРЕДМЕТНОЇ ОБЛАСТІ
1.1. Система автоматичного керування повітряною заслінкою
Робота системи.
При включенні запалювання, система заміряє температуру двигуна.
Якщо вона нижче заданої, то спеціальний кроковий електропривод закриває повітряну заслінку.
На скільки вона закривається й при якій температурі - усе це настроюється індивідуально за допомогою спеціальної програми.
Після запуску двигуна система переходить у режим підтримки оборотів прогріву (обороти теж задаються через програму).
У процесі прогріву контролюються як температура, так і обороти двигуна.
У міру прогріву вони падають і, при досягненні заданої температури, заслінка відкривається повністю.
Опціонально передбачена можливість включати вентилятор нагрівника, при досягненні заданої температури двигуна.
Можливий перехід у ручний режим керування на випадок відмови системи.
1.2. Мікроконтролери
Мікроконтролер — це самостійна комп'ютерна система, яка містить процесор, допоміжні схеми й обладнання введення-виводу даних.
1.2.1. PIC- мікроконтролери
Мікроконтролери PIC - це чемпіони продуктивності серед однокристальних мікро-IBM широкого застосування.
Внутрішня програмна пам'ять контролерів заповнюється самим користувачем і буває двох виконань: однократно програмувальне ПЗУ й багаторазове з ультрафіолетовим стиранням, крім цього є контролери з електрично перепрограмувальним ПЗУ.
1.2.2. Мікроконтролери AVR
Мікроконтролер AVR містить: швидкий Risk-Процесор, два типи енергонезалежної пам'яті ( Flash-Пам'ять програм і пам'ять даних EEPROM), оперативну пам'ять RAM, порти вводу/виводу та різні периферійні інтерфейсні схеми.
Серцем мікроконтролерів AVR є 8-бітне мікропроцесорне ядро або центральне процесорне обладнання (ЦПУ), побудоване на принципі Risk-архітектури.
Основою цього блоку служить арифметико-логічне обладнання (АЛУ).
По системному тактовому сигналу з пам'яті програм відповідно до вмісту лічильника команд (Program Counter - PC) вибирається чергова команда і виконується АЛУ. Під час вибору команди з пам'яті програм відбувається виконання попередньої обраної команди, що й дозволяє досягти швидкодії 1 MIPS на 1 Мгц.

1.3. Типи мікроконтролерів
Всі типи сучасних мікроконтролерів можна розділити на наступні основні типи:
- Вбудованіі 8-розрядні мікроконтролери
- 16-і 32-розрядні мікроконтролери
- Цифрові сигнальні процесори (DSP)

1.3.1. Вбудовувані восьми розрядні мікроконтролери
Промисловістю випускається дуже широка номенклатура вбудовуваних (embedded) мікроконтролерів.
У цих мікроконтролерах всі необхідні ресурси (пам'ять, обладнання введення-висновку і т.п.) розташовуються на одному кристалі із процесорним ядром.
Все, що необхідно зробити - це подати живлення і тактові сигнали мікроконтролера, що вбудовуються, можуть базуватися на існуючому мікропроцесорному ядрі або на процесорі, розробленому спеціально для даного мікроконтролера.
1.3.2. Шістнадцяти та тридцяти двух розрядні мікроконтролери
Деякі мікроконтролери (особливо 16- і 32-розрядні) використовують тільки зовнішню пам'ять, яка містить у собі як пам'ять програм (ROM), так і деякий обсяг пам'яті даних (RAM), необхідний для даного застосування.
1.3.3. Цифрові сигнальні процесори (DSP)
Цифрові сигнальні процесори (DSP) - відносно нова категорія процесорів.
Призначення DSP полягає в тому, щоб одержувати поточні дані від аналогової системи й формувати відповідний відгук.
DSP і їх ALU (Arithmetic Logic Unit - арифметико-логічне обладнання, яке є апаратним засобом для виконання обчислень) працюють із дуже високою швидкістю, що дозволяє здійснювати обробку даних у реальному масштабі часу.
РОЗДІЛ 2 ФУНКЦІОНАЛЬНІ ВИМОГИ ТА ЗАСОБИ РОЗРОБКИ
2.1. Программа для моделювання Proteus
Proteus - професійна версія програми-симулятора мікроконтролерних пристроїв сумісна у величезною кількістю цифрових і аналогових моделей пристроїв.
Програма здатна повноцінно замінити монтажну плату й допоможе спроектувати автоматичні трасування PCB, а також прописати електричні схеми.
Крім цього програма Proteus здатна якісно емулювати зібрану аналогову або цифрову схему.
Підтримує МК: PIC, 8051, AVR, HC11, MSP430, ARM7/LPC2000 і інші розповсюджені процесори.
Більш 6000 аналогових і цифрових моделей обладнань.
Працює з більшістю компілятором і асемблерами.
Proteus складається із двох основних модулів:
ISIS - графічний редактор принципових схем служить для введення розроблених проектів з наступною імітацією й передачею для розробки друкованих плат в ARES. До того ж після налагодження обладнання можна відразу розвести друковану плату в ARES яка підтримує авто розміщення й трасування за вже існуючою схемою.
ARES - графічний редактор друкованих плат із вбудованим менеджером бібліотек і автотрасувальника ELECTRA, автоматичним розміщенням компонентів на друкованій платі.
USBCONN - цей інструмент дозволяє підключитися до реального USB порту комп'ютера.
COMPIM - цей компонент дозволяє вашому віртуальному обладнанню підключиться до РЕАЛЬНОГО Com-Порту вашого ПК.

2.2. Середа програмування для мікроконтролерів AVR Studio
Пакет AVR Studio має солідну історію розвитку, що відображається у кількості існуючих версій.
AVR Studio 4 - нове професійне інтегроване середовище розробки (Integrated Development Environment - IDE), призначена для написання й налагодження прикладних програм для AVR мікропроцесорів у середовищі Windows 2000/XP/7.
AVR Studio 4 містить асемблер і симулятор.
Також IDE підтримує такі засоби розробки для AVR як: ICE50, ICE40, JTAGICE, ICE200, STK500/501/502 і AVRISP. У найближчі місяці буде розширений список підтримуваних AVR Studio 4 мікроконтролерів і засобів розробки.
AVR Studio підтримує COFF як формат вихідних даних для символьного налагодження. Інші програмні засоби третіх фірм також можуть бути сконфігуровані для роботи з AVR Studio.
AVR Studio дає можливість користувачеві повністю управляти виконанням програм на вбудованому AVR Instruction Set Simulator або на AVR In-cir-cuit емуляторі. AVR Studio підтримує програми, написані на рівні Atmel Corporation's AVR Assembler і інших асемблерах і компіляторах, які підтримують формати UBROF і COFF об'єктного файлу.

2.3. ISP програматор
Конструктивно програматор являє собою двосторонню друковану плату, виготовлена з нефольгірованного склотекстоліту.
Тому що плата двостороння, а щільність провідників висока доцільніше застосувати електрохімічний метод її виготовлення за типовою технологією.
Виготовлення програматора на друкованій платі дає наступні переваги:
- спрощує процес підготовки до монтажу, тому що в обладнанні застосовуються стандартні і типові ЕРЕ;
- дає можливість використання групової пайки, оскільки всі ЕРЕ мають штирьові висновки;
- підвищує зручність ремонту й взаємозамінність, тому що монтаж ЕРЕ виконується на одній стороні плати;
- зменшити масу і габарити виробу;
- забезпечує високі комутаційні можливості.
У сучасному промисловому виробництві друкованих плат широко застосовують хімічний, комбінований і електрохімічний методи одержання друкованих провідників.
Друковану плату програматора можна виготовити як електрохімічним, так і комбінованим методом.
Електрохімічний метод застосовують для виготовлення двосторонніх друкованих плат з високою щільністю провідного малюнка.
При травленні міді з поверхні плати ефект бічного підтравлювання майже відсутнє, що дозволяє одержати дуже вузькі провідники шириною до 0,15 мм і з таким же зазором між провідниками.
Комбінований метод застосовують для виготовлення ДПП і ГПП (гнучких друкованих плат) з металізованими отворами на двосторонньому фольгованому діелектрику.
Провідний малюнок одержується субтрактівним методом, а металізацію отворів здійснюють електрохімічним методом.
Для виготовлення друкованої плати програматора обраний електрохімічний (полуаддітівний) метод, тому що він має ряд гідностей, у деяких випадках і над іншими методами виготовлення друкованих плат. РОЗДІЛ 3 РОЗРОБКА ПРИНЦИПОВОЇ СХЕМИ ТА ПРОГРАМИ
3.1. Мови програмування для мікроконтролерів
Мови програмування у свою чергу діляться на дві групи:
- мови програмування "високого" рівня
- мови програмування "низького" рівня.
До мов програмування "низького" рівня ставляться мови програмування в які кожному операторові відповідає не більше однієї машинної команди.
Мови програмування "високого" рівня дозволяють заміняти один оператор декількома машинними командами.
Це дозволяє збільшувати продуктивність праці програмістів.
Крім того, мови "високого" рівня дозволяють писати програми, які можуть виконуватися на різних мікропроцесорах.

Рис. 1 - Класифікація програм-трансляторів мов програмування
Види компіляторів
Програми-компілятори бувають оцінні й професійні.
Оцінні або навчальні компілятори дозволяють написати найпростіші програми для конкретного процесора й визначити чи підходить процесор для тих завдань, які має бути вирішувати в процесі розробки пристрою.
Звичайно, якщо програма дуже проста, те можна весь програмний продукт написати на оцінному компіляторі. Оцінні компілятори дозволяють транслювати одиночний файл вихідного тексту програми. Іноді такі компілятори дозволяють включати в процес трансляції вміст окремих файлів спеціальною директивой.
У результаті роботи оцінного компілятора відразу виходить що виконує або загрузочний модуль програми, тому такі компілятори називаються компілятори з єдиною трансляцією.
Професійні транслятори дозволяють робити трансляцію вихідного тексту програми вроздріб.
Це дозволяє значно скоротити час трансляції вихідного тексту програми, тому що не потрібно транслювати весь текст програми, а можна транслювати тільки ту частину програми, що мінялася після попередньої трансляції.

3.2. Алгоритм та розроблена схема
Розроблена схема поділена на 3 блоки:
Функціональний блок відповідає за контроль шагового двигуна та регулювання повітряної заслінки.
Блок розташовується неподалік від карбюратору та зв‘язується з ним фізично.
Аналоговий блок розташовується неподалік від мотору та відповідає за зняття температури з двигуна та контроль прогріву.
Цифровий блок—блок керування та індикації. Знаходиться у салоні автомобіля.
Являє собою блок цифрової індикації температури.