Разработка микроконтроллера сбора данных о температуре печи для плавки металла

Задание	2
Введение	4
1. Разработка структурной схемы контроллера	5
2. Разработка принципиальной схемы контроллера	7
2.1   Модуль процессора	7
2.2   Модуль памяти	11
2.3   Модуль ввода	13
2.4   Модуль дисплея	19
2.5   Блок питания	22
3.   Разработка программного обеспечения контроллера	26
4.   Описание работы принципиальной схемы контроллера	51
Заключение	53
Литература	54
Приложение 1.   Перечень элементов	55

ВВЕДЕНИЕ

Классический метод наблюдения за длительными процессами – применение самопишущих приборов, которые регистрируют измеряемую величину на каком-либо носителе (обычно на бумажной координатной ленте). Альтернативой такому подходу является применение цифровых систем сбора данных на базе микропроцессоров или однокристальных микроЭВМ для контроля и записи (хранения) измеряемой величины.

При втором подходе в микроконтроллере измеряемый сигнал преобразуется в цифровую форму, затем обрабатывается и записывается в запоминающее устройство, обрабатывается с помощью компьютера. Основные достоинства такой системы –

·  резкое сокращение расходных материалов (например, чернил и бумаги),

·  уменьшение массогабаритных показателей,

·  возможность наблюдения большого числа сигналов одним многоканальным микроконтроллером,

·  отсутствие в микроконтроллере подвижных механических частей,

·  почти неограниченные возможности по обработке измеряемого сигнала (например, допусковый контроль предельных значений, ведение статистики, определение динамических параметров сигнала, уплотнение и ‘упаковка’ сигнала для передачи его по каналу связи с недостаточной пропускной способностью и т. д.),

·  возможность полной автоматизации процесса измерений.

Конечно, в тех случаях, когда требуется документальное подтверждение контролируемых процессов (например, ответственные участки техпроцесса на производстве, мониторинг работы ядерного реактора) классические регистрирующие приборы остаются незаменимыми. Но на практике существует масса возможностей для применения микроконтроллеров для наблюдения и измерения параметров различных процессов. Например, в металлургии использование таких цифровых систем для контроля за состоянием уровня температуры в плавильной печи позволяет быстро и качественно регулировать производственный процесс плавки металла всегда при заданной температуре.

В данном курсовом проекте разрабатывается одно из таких устройств – микроконтроллер сбора данных о температуре в печи для плавки металла.

1.  РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ МИКРОКОНТРОЛЕРА

Структурная схема контроллера изображена на рис.1. Устройство состоит из следующих основных блоков: микропроцессора, ОЗУ, ПЗУ, модуля ввода (1– ввода данных с клавиатуры компьютера и 2 – ввода информации с датчиков температуры), модуля вывода цифровых данных на дисплей и звуковую сигнализацию.

Все структурные блоки микроконтроллера подключаются на общую шину данных. ПЗУ предназначено для хранения программного обеспечения микроконтроллера и данных для начальной инициализации. В ОЗУ располагаются текущие данные программы, а компьютер заносит все измеренные значения в файл для документирования.