Разработка системы сбора данных на базе МК АТ90S2313

Министерство образования и науки РФ

Новосибирский Государственный Технический Университет

Курсовая работа

Дисциплина «Микроконтроллеры»

Выполнила:                                                                                        Проверил:

Филипёнок А.С                                                                                  Еленычев С.В

Группа: АО-31

Факультет:АВТ

Вариант:3         

Новосибирск, 2006

Содержание

1.Техническое задание                                                                          3

2.Введение                                                                                              4

3.Выбор компонентов для системы сбора данных                             5

4.Принципиальная схема                                                                      7

5.Спецификация элементов                                                                  8

6.Программное обеспечение микроконтроллера                               10

7.Заключение                                                                                         15                                                         

8.Список использованных ресурсов                                                    16

Техническое задание

Разработать систему сбора данных на базе МК АТ90S2313 со следующими функциональными особенностями:

a.  клавиатура 3Х3;

b.  количество дискретных входов: 4 (z1,z2,z3,z4);

c.  количество дискретных выходов: 2; дискретные выходы должны управлять исполнительными устройствами с параметрами питания 24В, 0.2А;

d.  система должна реализовывать следующие уравнения для дискретных выходов:

                                   I     z11 = (z1 && z2) || z3;

                                   II  z12 = z1 || z3;

          e.   интерфейс передачи данных RS-232.

Написать программное обеспечение для опроса клавиатуры, обслуживания дискретных входов, выходов.

Введение

Системы сбора данных на основе микроконтроллеров широко используются в различных технологических процессах для контроля и диагностики. Встроенные в МК средства передачи цифровых данных значительно упрощают сопряжение микроконтроллерной ССОД с различными датчиками и исполнительными механизмами. В данной работе разработана система сбора данных, обладающая возможностью управления какими-либо двумя исполнительными механизмами по определенному алгоритму, контролирующая 4 входных дискретных параметра.

Выбор компонентов для ССД

1.Микроконтроллер

          Ядром системы выбран МК АТ90S2313 фирмы ATMEL. Данный МК построен на основе RISC архитектуры, обеспечивающей высокое быстродействие и обладает возможностью работы  на тактовой частоте до 10МГц.

Параметры микроконтроллера:

Семейство	AVR
Количество регистров общего назначения	32 восьмиразрядных регистра
Система команд	RISC, 118 команд
Uпит	2,7-6В
Тактовая частота	до 10МГц
Объем памяти программ	2кбайт флэш-памяти, количество циклов стирания записи > 1000
Таймеры	2 таймера 8 и 16 бит с программируемым делителем
Компаратор	Встроенный аналоговый компаратор
Защита от зависания	Встроенный Watchdog таймер
Внешний интерфейс	SPI-интерфейс,1 восьмиразрядный двунаправленный порт, 1 семиразрядный двунаправленный порт; UART
Внешние прерывания	2
Потребление	2,8мВт (При f=4МГц и Uпит =3В)

          В момент включения в регистрах микроконтроллера находятся случайные данные, это может привести к непредсказуемым последствиям вплоть до “зависания” микроконтроллера. Чтобы избежать подобной ситуации, в схеме использован супервизор инициализации микроконтроллера фирмы MAXIM MAX809, который в момент подачи напряжения питания вырабатывает сигнал аппаратного сброса микроконтроллера. При сбросе все регистры микроконтроллера обнуляются, после чего начинается выполнение основной программы.

2.Микросхема интерфейса RS-232

          Микросхемой интерфейса RS-232 выберем микросхему ADM 202, производство фирмы ANALOG DEVICES.

Параметры микросхемы:

Максимальная скорость передачи данных	115 кбит/с
Uпит	5В
Число поддерживаемых каналов	2
Функциональность интерфейса	Прием-передача

3.Ключевой транзистор

Цифровой выход микроконтроллера способен выдавать ток величиной 1мА. Учитывая соотношение I_к<β*I_б, определим необходимый коэффициент усиления β по следующей формуле [3]:

==50

Так как транзистор управляется током, а цифровая микросхема является источником напряжения, для преобразования напряжения в ток следует использовать резистор. Напряжение на выходе микросхемы, интерпретируемое как высокий уровень, равно 5В. Падение напряжения на базовом переходе транзистора примем равным 0.7В. Тогда падение напряжения на резисторе должно составлять

=5-0.7=4.3B.

Тогда, по закону Ома, можно определить сопротивление резистора как отношение падения напряжения к протекающему току.

R = =4.3кОм