Реферат: Розробка схеми електричної принципової годинника-будильника-термометра з ІЧ ПК
МІНІСТЕРСТВООСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
РОМЕНСЬКИЙКОЛЕДЖ
ДЕРЖАВНОГОВИЩОГО НАВЧАЛЬНОГО ЗАКЛАДУ
«КИЇВСЬКИЙНАЦІОНАЛЬНИЙ ЕКОНОМІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ВАДИМА ГЕТЬМАНА»
Спеціальність:5.091504
«Обслуговуваннякомп’ютерних та інтелектуальних систем та мереж»
Курсовийпроектз предмету:
Мікропроцесорнісистеми
Тема:«Розробити схему електричну принципову годинника-будильника-термометра з ІЧ ПК»
РККНЕУ. КП. 5.091504.
Виконав:студент гр. К 3-2
Катрич С. В.
Перевірив викладач
Шокота Т.А.
2007
Зміст
Вступ
1 Загальний розділ
1.1 Призначення проектуємогопристрою
1.2 Технічні характеристики
1.3 Розробка і обґрунтуваннясхеми електричноїструктурної
2 Спеціальний розділ
2.1 Вибір і обґрунтуванняелементної бази
2.2 Принцип роботи окремих ВІС звикористанням часових діаграмта алгоритмів роботи
2.3 Принцип роботи пристроюзгідно схеми електричної принципової
3 Експлуатаційний розділ
3.1 Ініціалізація програмуємихВІС
3.2 Тест перевірки окремихвузлів або пристроїв
3.3 Розрахунок надійностіпристрою
4 Анотація
5 Література
Вступ
За сучасногорозвитку науки і техніки, та постійного удосконалення електричних пристроїв мивсе частіше і частіше стикаємося зі словами мікропроцесор та мікроконтролер. Ціпристрої дозволяють реалізувати досить складні закони керування електроннимипристроями. Безперечною перевагою мікропроцесорних систем керування є їхгнучкість, оскільки систему, розроблену для виконання одного завдання, легкопристосувати для вирішення інших завдань шляхом зміни програмного забезпечення.
Надзвичайновисокий рівень технічних характеристик мікропроцесорних великих інтегральнихсхем і їх досить низька вартість у розрахунку на одиницю оброблюваноїінформації дозволяють впроваджувати мікропроцесори у побутову, промислову іспеціальну радіоелектронну апаратуру.
Мікропроцесор(МП) — програмно-управляючий пристрій, призначений для обробки цифровоїінформації і керування процесом цієї обробки, виконано у виді однієї (абодекількох) інтегральної схеми з високим ступенем інтеграції електроннихелементів.
Продуктивністьмікропроцесорів швидко зростає разом з удосконаленням мікроелектронноїтехнології й архітектури. Процесори ЕОМ мають складну логічну структуру імістять велику кількість електронних елементів з безліччю розгалужених зв'язківміж ними. Для підвищення продуктивності процесора необхідно розвивати всі йогоапаратурні ресурси. Можливості однокристальних мікропроцесорів визначаємікроелектронна технологія на визначеному рівні розвитку. Тому, для збільшенняпродуктивності процесорів, використовують їх реалізацію у видібагатокристальних, а також секційних багатокристальних мікропроцесорів.
БагатокристальніМП можна одержати в тому випадку, коли виробляється поділ логічної схемипроцесора на окремі функціонально закінчені частини, кожна з якої реалізуєтьсяу виді інтегральної схеми.
Надзвичайноважливим кроком у розвитку електроніки вцілому було створення мікроконтролерів(МК) — керуючих пристроїв, виконаних на одному чи декількох кристалах.
Мікроконтролеривиконують функції логічного аналізу і керування (що дозволяє за рахуноквиключення арифметичних операцій зменшити їхню апаратурну складність чи розвитифункції логічного керування).
Архітектура МПС –розподіл функцій, що реалізуються системою на окремих її рівнях, та точневизначення меж між цими рівнями. Вона поєднує апаратні, мікропрограмні іпрограмні засоби обчислювальної техніки, визначає принцип організації МПС тафункції її компонентів, зокрема процесора, пам’яті та ін. Архітектура МПС невідображає конструктивні особливості логічних структур і модулів та технологіюїх виробництва.
Загальнийархітектурний тип мікросистеми містить такі компоненти:
— центральнийпроцесор (ЦП);
— схемисинхронізації;
— пам’ять;
— підсистемавведення-виведення;
— логікауправління шиною;
— системнашина.
В мікросистеміроль центрального процесора виконує МП. Він дешифрує команди і управляє всімаподіями в системі, а також виконує всі арифметичні і логічні операції.
Генератор синхронізаціїформує одну або кілька послідовностей рівномірно розміщених імпульсів, длясинхронізації дій в МП і логіці управління шиною. Вихідні імпульси генераторамають одну й ту ж частоту, але зміщені в часі, тобто мають різні фази.
Пам’ятьпризначена для збереження даних та команд, які виконує ЦП. Вона складається знабору модулів, кожен з яких містить кілька тисяч комірок.
Підсистемавведення-виведення складається з різних пристроїв, призначених для взаємодії ззовнішнім середовищем та збереження великих об’ємів інформації.
Системну шинуутворює сукупність провідників по яких передаються дані від ЦП до пам’яті тапристроїв введення-виведення. Звичайно провідники шини об’єднуються в тригрупи:
— лініїданих (для передачі інформації);
— лініїадреси (вказують звідки або куди передається інформація);
— лініїуправління, (регулюють дії на шині).
Інтерфейс пам’ятіутворює схеми для дешифрування адреси цільової комірки і буферизувати даних нашину (з шини), а також схеми виконання операцій зчитування і запису.
Всі інтерфейсивведення-виведення повинні буферизувати дані на системну шину (з системноїшини), приймати накази від ЦП і передавати в ЦП інформацію про станпідключеного пристрою. Взаємодія між інтерфейсом введення-виведення і шиноюданих здійснюється через регістри, що називаються портами введення-виведення.
1 Загальнийрозділ
1.1Призначення проектуємого пристрою
Визначеннята поняття термінів, які використовуються у курсовому проекті:
АЛП –арифметико-логічний пристрій
ЕОМ – електронно-обчислювальна машина
МП – мікропроцесор
МПК – мікропроцесорний комплект
ВІС – великі інтегральні схеми
ЦП – центральний процесор
МК – мікроконтролер
ОМК –однокристальний мікроконтролер
МПС –мікропроцесорна система
ОЗП –оперативно-запам’ятовучий пристрій
ДК – дистанційне керування
Місце таосновні функції пристрою в архітектурі МПС.
Однокристальниммікроконтролером (ОМК) називають пристрій, виконаний конструктивно в одномукорпусі ВІС, і містить усі компоненти МПС: процесор, пам'ять даних, пам'ятьпрограм, програмовні інтерфейси.
Дляоднокристальних мікроконтролерів характерні:
- системакоманд, орієнтована на виконання завдань керування і регулювання;
- алгоритми,що реалізуються на ОМК, мають багато розгалужень залежно від зовнішніхсигналів;
- дані,якими оперують ОМК, не повинні мати велику розрядність;
- схемнареалізація систем керування на базі ОМК нескладна і має невисоку вартість;
- універсальністьі можливість розширення функцій керування значно нижчі, ніж у системах ізоднокристальними МП.
Однокристальнімікроконтролери — зручний інструмент для створення сучасних вбудованихпристроїв керування різноманітним обладнанням, автомобільною електронікою,побутовою технікою, мобільними телефонами та ін.
Вданій роботі описується МК приладу, що призначений для індикації поточногочасу, подачі звукового сигналу у визначений час та індикації температури в двохточках (в приміщенні та на подвір’ї) на проміжку -55…+99 ºС з точністю ±1ºС. Час та температура виводяться почергово. Встановлення значення часу, спрацюваннябудильника, спалахування та вимикання індикатора здійснюється з ІЧ пультадистанційного керування (ДК). Будильник подає звуковий сигнал з паузою 10 с,спочатку два коротких (приблизно по 0,1 с) одиночних, потім стільки ж здвоєних(з паузою 0,1 с), а після них – два зтроєних (з такою ж паузою). На протязіхвилини зтроєні сигнали подаються кожну секунду до тих пір, поки будильник небуде відключений. Існує функція Snooze (повторення сигнала через певний час),що дозволяє ще трохи поспати після першого сигналу. Якщо індикатор погашено, вмомент спрацювання будильника він вмикається і до відключення чи переходу врежим Snooze показує поточний час. Передбачено короткий звуковий сигнал принатисненні кнопок пульта, індикацію (світлодіодом) при проходженні команд зпульта, резервне живлення при зникненні напруги в мережі (в цьому випадкубудильник буде подавати безперервний сигнал).
Принциповасхема заснована на мікроконтролері DD2 АТ89С4051. 1.2 Технічні характеристики
Пристворенні схеми електричної принципової розроблюваного пристрою буловикористано такі елементи як мікроконтролер АТ89С4051, мікросхеми КР1171СП47, FCP8583, SAA3010, PCF8583,DS1621, MC34063.
Розрахунокнадійності строю представлено в відповідному розділі курсового проекту.
Характеристикимікроконтролера АТ89С4051:
АТ89С4051– низьковольтний швидкодіючий 8-ми розрядний мікроконтролер, що використовуєенергонезалежну технологію пам’яті Atmel що характеризуються також високою щільністю, має 4 кілобайтиперепрограмованої пам’яті з можливістю 1000 циклів запису/стирання, 15 портіввводу/виводу, 2 16-бітових таймери/лічильники, послідовний порт та системупереривань, п’ятивекторну дворівневу систему переривань, дуплексний послідовнийпорт, презиційний аналоговий компаратор. Даний мікроконтролер підтримує режим Power-down, який зберігає вміст пам’яті алезупиняє генератори до наступного перезапуску (/відновлення роботи) апаратнихпристроїв, а також Idle mode – режим, під час якого він зупиняєЦПП, і підтримує роботу пам’яті, таймерів/лічильників, послідовним портом тасистемою переривань, для продовження роботи пристрою.
Нарисунку 1.2.1 зображено корпус мікроконтролера АТ89С4051.
/>
Рисунок1.2.1 – Зображення корпусу мікроконтролеру АТ89С4051
Структурна схемамікроконтролера АТ89С4051 зображена на рисунку 1.2.2.
/>
Рисунок 1.2.2 – Структурна схема мікроконтролера АТ89С4051
На схемізображено: регістр адрес пам’яті, пам’ять RAM, Flash-пам’ять, регістр В,Арифметико-логічний пристрій (АЛП), буфер даних, вказівник стеку, програмний регістрадрес, програмний лічильник, інкрементор, порти драйверів, аналоговийкомпаратор, схеми управління і синхронізації, регістр інструкцій, блокпереривання, серійний порт і блоки таймеру.
1.3 Розробка іобґрунтування схеми електричної структурної
Структурна схемапристрою зображена на рисунку 1.3.
/>
Рисунок 1.3 –Структурна схема розроблюваного пристрою
На структурнійсхемі пристрою (див. рисунок 1.3) зображено наступні функціональні блоки:мікроконтролер, який забезпечує керування роботою всіх пристроїв схеми; блокживлення що забезпечує безперебійне живлення всіх компонентів схеми;індикатори, які відображають час та температуру; блок датчиків який призначенийдля знімання показників температури та синхронізації пристрою з блокомкерування до якого входить пульт ДК; блок управління часом що забезпечуєорганізацію управління часом.
2 Спеціальнийрозділ
2.1 Вибір і обґрунтування елементної бази
Схемаелектрична принципова створюваного пристрою зображена на рисунку 2.1.1.Користуючись даною схемою, дамо коротку її характеристику та обґрунтуваннявибору елементів, що входять до неї.
/>
Рисунок 2.1.1 –Схема електрична принципова годинника-будильника-термометра
Основоюстворюваного пристрою є мікроконтролер DD2 AT89C4051, який керує роботою всіх вузлів. Дойого складу входить енергозалежна пам’ять програм (4кб), ОЗП (128 байт), 2таймери, система переривань та ін. (див. пункт 1.2). Для надійного запуску тазахисту мікроконтролера від збоїв по напрузі використано мікросхему КР1171СП47(DA1), яка забезпечує затримкуна своєму виході низький рівень при напрузі живлення менше 4.7 В.
Таблопристрою складається з п’яти світлодіодних цифрових індикаторів типу SA08-11GWA. Індикація статична. Для зниженняяскравості свічення в коло живлення індикаторів включено діоди VD5 і VD6.
Длякерування вузлом індикації використано три виводи мікроконтролера: P1.2, (14); P1.3, (15); P1.4, (16).
МС74HC595 являє собою 8-бітгнийрегістр з послідовним входом і паралельним виходом.
Вякості годинника використано мікросхему PCF 8583, яка дозволила забути про скидання часу за умови відсутностіживлення. В PCF 8583 є статична пам’ять, щовикористовується для визначення першого включення годинника.
Дляподачі звукових сигналів застосовано електромагнітний випромінювач НСМ1606Х звбудованим генератором, що працює на частоті 2200 Гц.
БатареяGB1 служить для живлення мікросхемигодинника та звуковипромінювача при відсутності живлення в мережі.
Дляприйому сигналів керування пульта ДК використано інтегральний приймачІЧ-діапазону SFH 506-36. Ця мікросхема дужечутлива до перешкод в колі живлення, тому до неї включено фільтр VD4C8C9.
Живиться пристрійвід стабілізованого перетворювача напруги на основі мікросхеми MC 34063. Принципову схему ІЧ пульту ДКзображено на рисунку 2.1.2.
/>
Рисунок 2.1.2 – Схемаелектрична принципова годинника-будильника-термометра
Пульткерування виконано на базі малогабаритного калькулятора. В якості передавачавикористано мікросхему SAA 3010 яка працює в системі ІЧ ДК RC5. В режимі очікування SAA 3010 спожива незначний струм що робитьексплуатацію пульту дуже зручною.
Вякості виносних датчиків апаратури застосовано мікросхеми DS1621
2.2 Принцип роботи окремих ВІС з використанням часових діаграм таалгоритмів роботи
Часовідіаграми машинних циклів читання зовнішньої пам’яті програм показано на рисунку2.2.1.
/>
Рисунок2.2.1 – діаграми машинних циклів читання зовнішньої пам’яті програм
При виконаннікоманди MOVX, сигнал ALE формується у другому машинному циклілише один раз.
2.3Принцип роботи пристрою згідно схемиелектричної принципової
Схемаелектрична принципова зображена на рисунку 2.1.1 пункту 2.1.
Описуванийпристрій призначений для індикації поточного часу, подачі звукових сигналів взаданий час та індикації температури в двох точках в інтервалі від -55˚ до+99˚ С з точністю />˚ С. Час ітемпература відображаються по черзі на протязі 10, 1 та 2 секунд відповідно.Встановлення показань годинника, часу спрацювання будильника, відключення будильника,ввімкнення і вимкнення індикатора проводяться з ІЧ пульта ДК.
Будильникподає звукові сигнали з паузою 10 с: спочатку – два коротких одиночних, потім –стільки ж здвоєних, а після них – два строєних. По закінченні хвилини вбудованісигнали подаються в кожну секунду до тих пір, доки будильник не буде вимкнено.Якщо індикатор вимкнено, в момент спрацювання будильника він вмикається і довідключення або переходу в режим Snooze показує поточний час. Передбачений короткий звуковий відклику відповідь на натиснення кнопок пульту.
МікроконтролерDD2 AT89C4051 керує роботою всіх вузлів. Дойого складу входить енергозалежна пам’ять програм, ОЗП, 2 таймери, системапереривань та ін. Для надійного запуску та захисту мікроконтролера від збоїв понапрузі використано мікросхему КР1171СП47 (DA1), яка забезпечує затримку на своємувиході низький рівень при напрузі живлення менше 4.7 В.
Таблопристрою складається з п’яти світлодіодних цифрових індикаторів типу SA08-11GWA. Індикація статична. Для зниженняяскравості свічення в коло живлення індикаторів включено діоди VD5 і VD6.
Длякерування вузлом індикації використано три виводи мікроконтролера: P1.2, (14); P1.3, (15); P1.4, (16).
МС 74HC595 являє собою 8-бітгний регістр зпослідовним входом і паралельним виходом.
Вякості годинника використано мікросхему PCF 8583, яка дозволила забути про скидання часу за умови відсутностіживлення. В PCF 8583 є статична пам’ять, щовикористовується для визначення першого включення годинника.
Дляподачі звукових сигналів застосовано електромагнітний випромінювач НСМ1606Х звбудованим генератором, що працює на частоті 2200 Гц.
БатареяGB1 служить для живлення мікросхемигодинника та звуковипромінювача при відсутності живлення в мережі.
Дляприйому сигналів керування пульта ДК використано інтегральний приймачІЧ-діапазону SFH 506-36. Ця мікросхема дужечутлива до перешкод в колі живлення, тому до неї включено фільтр VD4C8C9.
3Експлуатаційний розділ
3.1 Ініціалізація програмуємих ВІС
Програмаініціалізації мікросхем виконує налагодження портів вводу-виводу мікросхем тавстановлює параметри дільника та входів мікросхеми по яким буде виконуватисяпереривання. Також налагоджуються переривання по таймеру. Всі інші перериваннязабороняються.
Програмаініціалізації і програма тестування пристрою наведена в пункті 3.2.
3.2 Тест перевірки окремих вузлів або пристроїв
Програмаза якою працює мікропроцесор мовою асемблера АТ89С4051 має наступний вигляд:
__CONFIG _CP_OFF &_WDT_OFF & _PWRTE_ON & _XT_OSC
ORG 0
Goto PROGRAM
sec equ H'11' ; секунди
sec10 equ H'12' ; Десятки секунд
min equ H'13' ; минути
min10 equ H'14' ; Десятки минут
hour equ H'15' ; години
hour10 equ H'16' ; Десятки годин
Indicator equ H'17' ; 7-сегментний код для загрузки в регістр DD2
Bit_counter equ H'18' ; лічильник бітів, загруженних в регістр DD2
FLAGS equ H'19' ; різні прапорці
FLAGS_2 equ H'1F'
Fig_pointer equ H'1B' ; показник виведеної цифри
TEMP equ H'1C' ;для тимчасового збереження вмісту порту A
Ind_start equ H'1D' ; адреса комірки,яка першою виводиться на індикатор
SB_delay equ H'1E' ;часова затримка
STATUS_copy equ H'21' ;копії вмісту регістрів
W_copy equ H'22'
FSR_copy equ H'23'
min_al_1 equ H'24' ;регістри першого будильника
min10_al_1 equ H'25'
hour_al_1 equ H'26'
hour10_al_1 equ H'27'
min_al_2 equ H'28' ; регістри другогобудильника
min10_al_2 equ H'29'
hour_al_2 equ H'2A'
hour10_al_2 equ H'2B'
EEP_Ind_4 equ H'2C' ; регістри для індикації
EEP_Ind_3 equ H'2D' ; режиму роботи з EEPROM
EEP_Ind_2 equ H'2E'
EEP_Ind_1 equ H'2F'
Alarm_count equ H'30' ; лічильник будильника
SB4_count equ H'31' ; лічильник часу натискання на кнопку SB2
IntCount_H equ H'32' ; лічильник переповнення таймеру номер 1
IntCount_L equ H'33' ; лічильник переповнення таймеру номер 2
MaxInt_H equ H'34' ; верхня границя лічильника переривань
MaxInt_L equ H'35' ; визначає секундну затримку
TIME_SET equ H'36' ; коефіцієнт корекції часу
; — Підпрограма якадобавляє хвилини ---------------
INC_MIN macro Reg1_min,Reg2_min
movfw Reg1_min ; якщо кількість менут = 9 то
xorlw 9 ;обнуляємо менути і прибавляємо десятки менут
BZ $+3 ;інакше прибавляємо менути та виходимо з підпрограми
incf Reg1_min, f
goto Main_loop
clrf Reg1_min
movfw Reg2_min
xorlw 5 ;якщо кількість десятків менут = 5,
BZ $+3 ;обнуляємо менути та взагалі та виходимо з підпрограми
incf Reg2_min, f ;інакше прибавляємо десятки менут
goto Main_loop
clrf Reg1_min
clrf Reg2_min
goto Main_loop
endm
; — Підпрограма якаприбавляє години ---------------
INC_HOUR macro Reg1_hour,Reg2_hour
movfw Reg1_hour ; якщо кількість годин = 3, то перевіряємо чи
xorlw 3 ;число десятків годин = 2, якщо так то
btfss STATUS, Z ; обнуляємо години взагалі (перехід із 23 годин в 00)
goto $+5
movfw Reg2_hour
xorlw 2
BZ $+D'14'
movfw Reg1_hour ; якщо число годин = 10, прибавляєм
xorlw 9 ;десятки годин і скидаємо одениці
BZ $+3 ;інакше прибавляєм одениці годин та виходимо із підпрограми
incf Reg1_hour, f
goto Main_loop
clrf Reg1_hour
movfw Reg2_hour
xorlw 2
BZ $+3
incf Reg2_hour, f
goto Main_loop
clrf Reg1_hour
clrf Reg2_hour
goto Main_loop
endm
; — Підпрограма зменшенняхвилин ---------------
DEC_MIN macro Reg1_min,Reg2_min
local DEC_min10,Clr
movfw Reg1_min ; зменшуємхвилини
xorlw 0
BZ DEC_min10
decf Reg1_min,f
goto Main_loop
DEC_min10 movlw 9 ; установлюєм число хвилин = 9
movwf Reg1_min ;і зменшуєм десятки хвилин
movfw Reg2_min
xorlw 0
BZ Clr
decf Reg2_min, f
goto Main_loop
movlw 5
movwf Reg2_min
goto Main_loop
endm
; — Підпрограма зменшення годин ---------------
DEC_HOUR macroReg1_hour,Reg2_hour
localSet_hour,Clr,If_hour10_1,If_hour10_2,Dec_hour10
movfw Reg1_hour ; зменшуєм години
xorlw 0
BZ Set_hour
decf Reg1_hour, f
goto Main_loop
movfw Reg2_hour ; якщо десятки годин = 0,
xorlw 0 ; установлюємо годинирівні 3
btfss STATUS, Z
goto If_hour10_1
movlw 3
movwf Reg1_hour
goto Dec_hour10
If_hour10_1 movfwReg2_hour ; якщо десяткигодин = 1,
xorlw 1 ; установлюєм число годин = 9
btfss STATUS, Z
goto If_hour10_2
movlw 9
movwf Reg1_hour
goto Dec_hour10
If_hour10_2 movlw 9 ; якщо десяткигодин = 2,
movwf Reg1_hour ; установлюємо годинирівні 9
Dec_hour10 movfwReg2_hour ; зменшуєм десяткигодин
xorlw 0
BZ Clr
decf Reg2_hour, f
goto Main_loop
Clr movlw 2
movwf Reg2_hour
goto Main_loop
endm
; — Підпрограма запису вEEPROM ---------------
EE_write macro Adress,Data
movlw Adress
movwf EEADR
movfw Data
movwf EEDATA
call Write_to_EEPROM
endm
; — Підпрограма читання EEPROM ---------------
EE_read macro Adress,Destination
movlw Adress
movwf EEADR
call Read_from_EEPROM
movfw EEDATA
movwf Destination
endm
; — ІНІЦІАЛІЗАЦІЯ ----------------------
PROGRAM
bsf STATUS,RP0 ; банк 1
clrf TRISA ; порт А навихід
movlw B'11110000' ; RB7..RB4 — на вхід, RB3..RB0 — на вихід
movwf TRISB
movlw B'00001000' ;відключений від таймеру
movwf OPTION_REG
bcf STATUS, RP0 ; банк 0
clrf TIME_SET
clrf FLAGS
clrf FLAGS_2
clrf sec
clrf sec10
clrf min
clrf min10
clrf hour
clrf hour10
clrf SB_delay
clrf Bit_counter
clrf Alarm_count
clrf PORTB
clrf SB4_count
clrf IntCount_H
clrf IntCount_L
movlw B'00010001'
movwf PORTA
movlw H'16' ; починаєміндикацію з десятків годин
movwf Ind_start
movfw Ind_start
movwf Fig_pointer
bsf FLAGS,PT ; ввімкнення крапокна індикаторі
bsf FLAGS_2, HL1
movlw D'16' ; запускаємо таймерномер 0
movwf TMR0
EE_read 1, TIME_SET ; читаємо значення коэфіціэнту
movwf TIME_SET ; корекції часу
EE_read 2, min_al_1 ; читаєм показпоказники обох
EE_read 3, min10_al_1 ; будильників з EEPROM
EE_read 4, hour_al_1
EE_read 5, hour10_al_1
EE_read 6, min_al_2
EE_read 7, min10_al_2
EE_read 8, hour_al_2
EE_read 9, hour10_al_2
movfw min_al_1 ; якщо в регістрах будильника
xorlw H'11' ; були числа0х11, тоді,
btfss STATUS,Z ; він був вімкнений при останньому
bsf FLAGS, Al_on ;записі в EEPROM
movfw min_al_2
xorlw H'11'
btfss STATUS, Z
bsf FLAGS_2, Al_on2
bsf PORTB, 3 ; вмикаєм світлодіод
btfsc FLAGS, Al_on
bcf PORTB, 3
btfsc FLAGS_2, Al_on2
bcf PORTB, 3
bsf INTCON, T0IE ; дозволяєм переривання
bsf INTCON, GIE
movlw H'E' ;ініціалізація регістрів для правельної індикації
movwf EEP_Ind_1 ; режим роботи EEPROM
movlw H'E'
movwf EEP_Ind_2
movfw TIME_SET ; розбиваємо змінну TIME_SET
andlw B'00001111' ; на16-розрядні десятки та одениці
movwf EEP_Ind_4 ; одениці
movfw TIME_SET
movwf EEP_Ind_3 ; десятки
swapf EEP_Ind_3, f
movlw B'00001111'
andwf EEP_Ind_3, f
;******************************************************************
; ГОЛОВНИЙ ЦИКЛ ПРОГРАМИ
******************************************************************
movlw H'21' ; задаємо верхнюграницю
movwf MaxInt_L ;лічби переривань = 3873
movlw H'F'
movwf MaxInt_H
movfw TIME_SET ; добавляєм TIME_SET дограниці
bcf STATUS, C ; лічби переповнення таймера
addwf MaxInt_L, f
btfsc STATUS, C
incf MaxInt_H, f
movfw IntCount_H ; порівнюєм старшийбайт
xorwf MaxInt_H, w
btfss STATUS, Z
goto Main_loop
movfw IntCount_L ; порівнюєм молотший байт
xorwf MaxInt_L, w
btfss STATUS, Z
goto Main_loop
goto ADD1s ; секунда пройшла
; — Процедура перекодуваннячисла в семисегментний код --------
Table
addwf PCL,f
retlw B'00000010' ; цифра 0
retlw B'10011110' ; цифра 1
retlw B'00100100' ; цифра 2
retlw B'00001100' ; цифра 3
retlw B'10011000' ; цифра 4
retlw B'01001000' ; цифра 5
retlw B'01000000' ; цифра 6
retlw B'00011110' ; цифра 7
retlw B'00000000' ; цифра 8
retlw B'00001000' ; цифра 9
retlw B'11111110' ; пусте місце (код 10h)
retlw B'11111100' ; тире (код 11h)
;********************* Режим індикації секунд ***********************
Show_seconds
clrf SB4_count
btfsc FLAGS,Sec ; якщо на індикаторі показані секунди
goto Show_hour ; повертаємся до нормальноговигляду
movlw H'14'
movwf Ind_start
bsf FLAGS, Sec
movwf SB_delay
goto Main_loop
Show_hour
movlw H'16'
movwf Ind_start
bcf FLAGS,Sec
movwf SB_delay
goto Main_loop
;***************** Добавляєм менутиреального часу ******************
ADDmin_button
clrf sec
clrf sec10
INC_MIN min, min10
goto Main_loop
;******************Добавляєм годиниреального часу ******************
ADDh_button
clrf sec
clrf sec10
INC_HOUR hour, hour10
goto Main_loop
END ; кінець програми
/>
Рисунок3.2.1 — Блок-схема роботи пристрою
3.3 Розрахунок надійності пристрою
Надійність – властивість пристрою виконувати заданіфункції в заданих режимах і умовах застосування, обслуговування, ремонту,збереження, транспортування на протязі необхідного інтервалу часу.
Показникинадійності:
1. Безвідмовність.
2. Довговічність.
3. Ремонтопридатність.
4. Збереження.
Безвідмовність – властивість безупинно зберігатипрацездатність до граничного стану, після настання, якого подальша експлуатаціявиробу економічно недоцільна.
Ремонтопридатність – пристосованість пристрою допопередження відмовлень, до можливості виявлення та усунення несправностейшляхом проведення ремонту і технічного обслуговування.
До термінівремонтопридатності відносяться: відмовлення, збереження.
Відмовлення –подія, що полягає в повній або частковій утраті працездатності пристрою.
Відмовленнябувають:
Раптові(катастрофічні) – стрибкоподібна зміна параметрів робочого виробу.
Поступові(параметричні) – постійна зміна одного або декількох параметрів з часом, щовиходять за припустимі межі.
Збереження –термін, протягом якого при дотриманні режимів збереження виріб зберігаєпрацездатний стан.
Розрахунокнадійності поділяється на три розділи:
1. Визначення значення інтенсивностівідмовлення всіх елементів за принциповою схемою вузла пристрою.
2. Визначення значення імовірності безвідмовноїроботи всієї схеми.
Визначеннясереднього наробітку до першого відмовлення.
Виконаннярозрахунків проходить наступним чином:
1. Інтенсивністьвідмовлення всіх елементів визначається за формулою:
/> (3.3.1)
де:
ni<sub/>– кількість елементів у схемі;
li<sub/>–інтенсивність відмовлень і-го елемента;
m – кількість типів елементів.
При розрахункутакож потрібно враховувати інтенсивність відмовлень через пайки радіоелементівна друкованій платі.
Інтенсивністьвідмовлень елементів розраховуємо за формулою:
/> (3.3.2)
де:
lо– інтенсивність відмовлень елементів у режимі номінального навантаження;
Кe– експлуатаційний коефіцієнт;
Кр – коефіцієнт навантаження.
Усі ці параметриберуться з довідника з розрахунку надійності.
2. Ймовірністю безвідмовної роботи називаєтьсяймовірність того, що за певних умов експлуатації в заданому інтервалі часу невідбудеться жодного відмовлення.
Ймовірністьбезвідмовної роботи визначається за формулою:
/> (3.3.3)
де:
/> -інтенсивність відмов всіх елементів;
t – час, (год).
За результатамирозрахунків складається таблиця і графік.
3. Середнійнаробіток до першого відмовлення – це час роботи пристрою до першої відмови.
Середнійнаробіток на відмовлення визначається за формулою:
/> (3.3.4)
Розрахунокнадійності пристрою приведено далі.
Анотація
Завданнямданої курсової роботи є створення схеми електричної принциповоїгодинника-будильника-термометра з ІЧ ПК. В ході виконання курсової роботирозроблено структурну та електричну принципову схему пристрою та програмутестування роботи пристрою, та проведено розрахунок надійності його роботи.
Виконання даноїкурсової роботи змусило повторити та закріпити вивчений протягом навчальногороку матеріал з предмету «Мікропроцесорні системи», а також звернутися дододаткової літератури та вивчити багато нового.
Література
1. БороволоковЭ.П. Фролов В.В.«Радиолюбительские схемы» // К.: Кондор – 1995 – 6 с.
2. ЯкименкоЮ.І. Терещенко Т.О. Сокол Є.І. «Мікропроцесорна техніка» // К.: Кондор – 2004 –24 с.
3. Методичнівказівки щодо виконання курсової роботи.
4. ВершининО.Е. «Применение микропроцессоров для автоматизации технологических процессов» // Л.: Энергоатомиздат,1986.
5. СамофаловК.Г., Викторов О.В., Кузняк А.К. «Микропроцессоры» // К.: Техника, 1986.