Курсовая работа: Компаратор аналогових сигналов

💣 👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

Компаратор аналогових сигналiв на базі мікроконтролера

Альбом документів курсового проекту по дисципліні
“Проектування мікропроцесорних пристроїв”
Розроблені структурна та функціональна схеми, а також виконано моделювання пристроя приймання та обробки аналогових сигналiв, за допомогою пакету MPLAB.
Thistermproject deals with working a device of reception and processing of analog signals, which to be used in different digital devices.
There have been made structure, functional, as well a device of reception and processing of analog signals, has been modeled by means of MPLAB
Предложите микроконтроллерное устройство позволяющее ввести от двух независимых датчиков аналоговые сигналы постоянного тока (U1 и U2), сравнить их между собой и по результатам сравнения осуществить:
1. В случае равенства управление передается фрагменту программы с адресом A1 и устанавливается в «1» признак флаг F0
2. В случае неравенства признак F0 устанавливается в «0», в соответсвии с вариантом задания формируются управляющие сигналы, а управление передается на фрагмент программы с адресом A2
1. Тип используемого генератора тактовых импульсов – XT;
2. Способ формирования сигнала «Сброс» по выключению питания –Внешний;
3. Выходные (управляющие) сигналы - Импульсные:
Последовательность импульсов с изменяющейся длительностью (t и
) и паузой между ними (t п
),
где (t и
i
) – длительность импульса в i-м периоде,
(t п
i
) – длительность паузы в i-м периоде,
Велечины t и
иt п
задаются константами, хранящимися в ПД. Причем, велечины t и
i
иt п
i
можно выбирать самим.
Пристрій зрівняння та обробки аналогових сигналів.
2.
Склад виробу, технічні характеристики і рекомендації

Принцип даного пристрою засновано на зрівнянні 2 аналогових сигналів виконанні їх обробки та по результатам зрівняння виконання заданих дій.
Вхідні сигнали – сигнали пуску, зупинки які поступають з керуючого пристрою.
Живлення пристрою виконати від джерела з напругою, В ……5.
3.
Комплектність конструкторської документації

Конструкторська документація повинна містити наступні документи:
Температурний діапазон: +5…+40 о
С.
Даний документ представляє собою пояснювальну записку об’ємом ХХ листів. У пояснювальній записці представлено Хтаблиць, Х рисунків, використано Х джерел інформації.
Ключові слова: МІКРОКОНТРОЛЕР, ДАТЧИК, АНАЛОГОВИЙ СИГНАЛ, ЗРІВНЯННЯ ІНФОРМАЦІЇ.
В даному курсовому проекті розроблено пристрій зрівняння та обробки аналогових сигналів.
Розробка виповнена на мікроконтролері серії PIC. У пояснювальній записці приведені необхідні обставини, розрахунки та опис принципу дії як пристрою в загалі, так і його окремих функціональних блоків та вузлів. Розроблено та досліджено програмне запезпечення пристрою для приймання сигналів та їх зрівняння з подаль.
Альбом документів курсового проекту окрім пояснювальної записки містить креслення структурної та функціональної схеми пристрою.
1. Выбор и обоснование основных технических решений
1.1. Детализация исходного ТЗ и постановка задачи (использованиеблочно-иерархического подхода при разработке данного устройства)
1.2. Возможные пути решения поставленной задачи
1.3. Обоснование выбора типа ОМК для решения поставленной задачи
2. Функциональная схема устройства и её описание.
2.2. Назначение отдельных функциональных блоков
3. Расчет потребляемой мощности и определение требований к источникам питания
4. Разработка и отладка рабочей программы.
Однокристальные микроконтроллеры (ОМК) позволяют существенно расширить интеллектуальные возможности различного рода устройств и систем. Они представляют собой, по сути, специализированные однокристальные микроЭВМ, содержащие для связи с внешней средой встроенные периферийные узлы и устройства, набор которых во многом определяет их функциональные возможности и области применения.
Они стали сегодня одним из самых распространенных элементов программируемой логики. Более двух третей мирового рынка микропроцессорных средств в настоящее время составляют именно однокристальные микроконтроллеры.
В структуру ОМК семейства PIC заложено много различных функциональных особенностей, делающих их самыми высокопроизводительными, микропотребляющими, помехозащищенными, программируемыми пользователем 8-ми битными микроконтроллерами. Благодаря этим особенностям ОМК семейства PIC могут обрабатывать аппаратно-программным способом как дискретные, так и аналоговые сигналы, а также формировать различного рода управляющие сигналы, а также осуществлять связь между собой и ЭВМ, находящейся на более высоком иерархическом уровне в системе.
Существует два принципиально разных подхода к проектированию цифровых устройств: использование принципа схемной логики или использование принципа программируемой логики.
Для выполнения задачи измерения временных интервалов наиболее подходящее является использование микроконтроллеров что позволяет оперативно изменять параметры настроек системы измерения.
1.
Выбор и обоснование основных технических решений

1.1
Детализация исходного ТЗ и постановка задачи

Заданную выходную задачу можно разбить на 3 глобальных задачи:
2. Задача обработки входных данных и принятие решения.
3. Выдача управляющего сигнала на объект управления.
В свою очередь задача приема входных данных содержит в себе 4 задачи малой размерности:
1. Обеспечение необходимых уровней входных сигналов;
Задача обработки входных данных и принятия решения реализуется на основе 2 подзадач:
Задача выдачи управляющего сигнала на объект управления реализуется на задаче малой размерности – запись управляющего сигнала в выходной порт ОМК.
1.2. Возможные пути решения поставленной задачи (аппаратный или програманый)

Все МКУ разрабатываются с помощью программных и аппаратных способов реализации.
Преимущества аппаратной реализации заключаются в том, что:
а) использование специальных БИС упрощает разработку и обеспечивает высокое быстродействие системы в целом;
б) уменьшается время на разработку и отладку устройства.
Преимущества программной реализации такие;
а) меньшая стоимость и потребляемая мощность системы ;
б) меньшее количество компонент в системе, а значит выше надежность системы в целом;
в) время жизни системы значительно выше по сравнению с аппаратной
Цикл ожидания входных данных реализуем программно, так как в ТЗ строгих рамок к быстродействию системы нет и программный способ намного проще аппаратной реализации. Остальные задачи малой размерности: чтение порта ОМК и запись в РОН реализуемы только программно.
Глобальная задача обработки входных данных и принятия решения будет реализована программным путем, так как именно для этого предназначен микроконтроллер. Если же входные данные обрабатывать аппаратно (собрать схему на жесткой логике), тогда ТЗ теряет свой смысл, в нем оговорено спроектировать микроконтроллерное устройство, а значит для МК останется только задача выдачи управляющего сигнала (один бит информации). Такое сложное и мощное устройство как МК использовать только для этой цели не рационально. Поэтому обработкой входных сигналов будет заниматься МК под управлением соответствующей программы.
Глобальная задача выдачи управляющего сигнала на объект управления очень проста и так как не требуется создавать управляющий сигнал меньше или больше t ц
контроллера, то здесь будет нерационально использование дополнительных аппаратных средств с точки зрения габаритов, стоимости, надежности и потребляемой мощности, тем более выходной сигнал по ТЗ не должен изменяться пока на входной сигнал находится в допустимых пределах, поэтому эту задачу мы реализуем программным путем.
Дополнительным плюсом будет то, что часть первой глобальной задачи, вся вторая и третья задачи будут решаться МК и на него не ляжет задача по обеспечению информационных и синхронизирующих связей с другими аппаратными частями МКУ, что повысит надежность МКУ.
2. Функциональная
схема устройства и её описание

Назначение отдельных функциональных блоков

МКУ имеет внешний способ формирования сигнала «Сброс», основанный на интегрирующей цепочке (см. рис. 2.2).
Для ввода двух сравниваемых напряжений используются два аналоговых канала (линии AIN0 и AIN1 порта А). Переключение каналов производится с помощью изменения битов CHS0 и CHS1 в регистре ADCON0, который предназначен для управления АЦП.
Структура регистра ADCON (Адрес 08h в памяти данных) следующая:
· ADON = 0: АЦП не работает и не потребляет тока;
· ADON = 1: АЦП работает и занял линии ввода/вывода.
ADIF - Флаг прерывания по окончанию преобразования:
· устанавливается аппаратно, когда преобразование закончено;
GO:/DONE -Запуск АЦП (начало преобразования):
· сбрасывается аппаратно, когда преобразование закончено.
CHS1,CHS0 - Выбор аналогового канала:
· CHS1,CHS0 = 00: канал 0 (AIN0); 01: канал 1 (AIN1);
10: канал 2 (AIN2); 11: канал 3 (AIN3).
ADCS1,ADCS0 - Выбор частоты преобразования:.
· ADCS0,ADCS0 = 00: fosc/2; 01: fosc/8;
3.
Расчет потребляемой мощности и определение требований к источникам питания

Расчет потребляемых токов сводится к тому, что необходимо определить суммарное потребление тока всеми микросхемами, то есть:
где Iобщ - общий ток, потребляемый устройством,
Ik - ток, потребляемый k-той микросхемой,
Полученные данные удовлетворяют требованиям системной магистрали ISA (п.1.2).
Расчет потребляемой мощности сводится к тому, что необходимо определить мощность потребляемую устройством, то есть:
Интенсивность отказов l характеризуется отношением числа изделий в единицу времени к числу изделий, продолжающих оставаться исправными к началу рассматриваемого промежутка времени:
где m - число изделий, отказавших за время t,
N - число исправно работающих изделий к началу промежутка времени.
Если предположить, что отказы различных элементов взаимно независимы и каждый отказ носит катастрофический характер, то есть полностью нарушают работоспособность, то интенсивность отказов устройства равна сумме интенсивностей отказов элементов, составляющих устройство:
где li - интенсивность отказов элементов i-го типа,
ni - количество элементов i-го типа входящего в устройство.
Интенсивность отказов элементов следующая:
4. Разработка и отладка рабочей программы

; #include ;подключение файла p16с71.inc
;***** Объявление переменных ****************************
ADCON0 EQU 08H ;Регистр управления АЦП
ADRES EQU 09H ;Регистр результата АЦП
INTCON EQU 0BH ;Регистр управления прерыва
TRISB EQU 86H ;Регистр конфигурации порта В
ADCON1 EQU 88H ;Регистр конфигурации АЦП
RP0 EQU 5H ;Бит переключения страниц в
;**************** Рабочая секция *************************
ORG 0 ;Начальный адрес после сброса
GOTO BEGIN ;Переход на начало программы
; (следующая команда будет расположена по адресу 100H)
;Ввод и преобразование сигналов U1 и U2
BCF ADCON0,3 ;Установить входной канал AIN0
BSF ADCON0,2 ;Начать процесс преобразования
LOOP1 BTFSS ADCON0,2 ;Ждать окончания преобразова-
MOVF ADRES,0 ;Результат преобразования
BCF ADCON0,1 ;Сбросить флаг окончания пре-
BSF ADCON0,3 ;Установить входной канал AIN1
LOOP2 BTFSS ADCON0,2 ;Ждать окончания преобразова-
MOVF ADRES,0 ;Результат преобразования
BCF ADCON0,1 ;Сбросить флаг окончания пре-
Исходя из технического задания, предлагаемое МКУ выполняет сравнение вводимых с 2 датчиков аналоговых сигналов и сравнение их между собой, далее в зависимости от результата сравнения, выполняются определенные действия. То есть, если U 1
=U 2
, то установка флага F0 в «1» и переход на метку А1, если же U 1
<>U 2
– то установка флагаF0 в «0» и переход на метку А0.
Так как в данной разработке сравнение чисел и управление выходным сигналом выполняется с помощью программы, написанной на языке Ассемблер, то необходима проверка работоспособности этой программы.
Проверка работоспособности программы осуществлялась с помощью среды MPLAB v 3.40. Для этого необходимо выполнить следующие действия:
Запустить оболочку MPLAB v 3.40 (Пуск\Программы\Microchip MPLAB\MPLAB). Появится окно, изображенное на рис. 5.1. прокомпилировать и выполнить проект.
Рис.4.3. Вывод управляющих сигналов при неравенстве входных сигналов.
В данном проекте был разработан компаратор аналоговых сигналов.
Устройство реализовано на однокристальном микроконтроллере типа PIC16C71.
Технические характеристики спроектированного устройства :
Время выполнения программы, с -----
Написана программа для управления МК на языке Assembler, отлажена в среде MPLAB.
Результаты моделирования показали, что МК удовлетворяет всем заданным в ТЗ условиям.
1. Угрюмов Е.П. Проектирование элементов и узлов ЭВМ. Москва, «Высшая школа», 1987 – 317 с.
2. Алексенко А.Г.,Шагурин И.И. Микросхемотехника: Учеб. пособие для вузов. –М.: Радио и связь, 1990. – 496 с.
3. Скаржепа В.А., Луценко А.Н. Электроника и микросхемотехника. –К.: Высшая школа главное изд-во, 1989 – 431 с.
4.Угрюмов Е.П. цифровая схемотехника.: БХВ – санкт – Петербург, 2000. – 529с
5.Новиков Ю.В. Основы цифровой схемотехники. Базовые элементы и схемы. Методы проектирования. М.:Мир,2001. – 379с.

Название: Компаратор аналогових сигналов
Раздел: Рефераты по информатике
Тип: курсовая работа
Добавлен 18:31:34 01 декабря 2010 Похожие работы
Просмотров: 35
Комментариев: 16
Оценило: 2 человек
Средний балл: 5
Оценка: неизвестно   Скачать

Срочная помощь учащимся в написании различных работ. Бесплатные корректировки! Круглосуточная поддержка! Узнай стоимость твоей работы на сайте 64362.ru
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.

Курсовая работа: Компаратор аналогових сигналов
Контрольная работа: Создание акционерного общества
Реферат по теме Исковое заявление
Реферат: Литература - Психиатрия (СИНДРОМЫ)
Ценовая Политика Фирмы Курсовая
Контрольная Работа На Тему Административные Взыскания
Реферат: Congress And The Change In Term Limits
Реферат: Spinal Cord Regeneration Essay Research Paper Spinal
Реферат по теме Правовое воспитание и правовое обучение
Реферат по теме Renaissanc english
Курсовая Работа На Тему Воображение У Дошкольников
Концепция Устойчивого Развития Реферат
Реферат по теме Уголовный процесс (Контрольная)
Контрольная работа по теме Основные направления повышения качества и эффективности разработки и принятия управленческих решений
Бюджетный Учет Курсовая Работа
Гост Оформление Титульного Листа Курсовой Работы
Сочинение Про Ивана Урганта
Контрольная работа по теме Автоматизированное рабочее место менеджера
Некоммерческая Организация Курсовая Работа
Неформальная Экономика Китая Диссертация
Реферат: Transitions In Water Essay Research Paper Transitions
Курсовая работа: Комплексный анализ форм права
Дипломная работа: Використання бесіди як методу навчання на уроках курсу "Я і Україна"
Курсовая работа: Комплекс маркетингу на прикладі корпорації "ROSHEN"