ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА УСТРОЙСТВА.



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА УСТРОЙСТВА.



КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине:

«Проектирование цифровых устройств»

на тему:

«Радиоохрана на Pic16F84A. Демодулятор»

090201.02.КСК-11

 

Руководитель Баев А.В.

Воркута 2015г.
Разработал Тешебаев Н.А.

СОДЕРЖАНИЕ

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
ВГЭК.090201.02.КСК-11.П3.
Разраб.
Тешебаев Н.А..
Руководит..
Баев.А.В.
 
 
 
 
 
 
Радиоохрана, демодулятор
Лит.
Листов
КСК-11
Введение …………………………………………………………………………..2

1. Анализ технического задания…………………………………………………4

1.1 Описание микроконтроллера…………………………………………4

1.2 Описание индикатора …………………………………………………8

2. Функциональная схема устройства…………………………………………..9

3. Принципиальная схема………………………………………………………..10

4. Печатная плата…………………………………………………………………11

5. Алгоритм программы функционирования устройства……………………..12

6. Программа на языке Ассемблера……………………………………………..17

7. Оценка быстродействия программы………………………………………….21

8. Проверка правильности функционирования программы…………………..22

9. Проверка правильности функционирования устройства…………………..23

Заключение

Список использованной литературы

Приложения:

Приложение А: Диск с документацией

Приложение Б: Принципиальная схема

Приложение В: Перечень деталей

Приложение Г: Hex – файл программы

 


ВВЕДЕНИЕ

Цель моей курсовой работы – проектирование цифрового устройства. Это демодулятор на микроконтроллере, может работать совместно с передатчиком и приемником с частотной или амплитудной модуляцией. Устройство контролирует ежесекундную подачу импульсов с охраняемого объекта. Производится контроль состояния 11 датчиков. При пропадании контрольных импульсов из – за значительного удаления от объекта или выключения передатчика включается звуковой сигнал. После включения тревожного сигнала можно определить, по какому из параметров или датчиков включилась сигнализация.

Микроконтроллер – это микросхема, предназначена для управления электронными устройствами. Типичный микроконтроллер сочетает на одном кристалле функции процессора и периферийных устройств, ОЗУ, ПЗУ. Микроконтроллер – это однокристальный компьютер, способный выполнять относительно простые задачи.

Для того чтобы использовать микроконтроллер для управления электронным устройством, необходимо занести в него программу, которая будет указывать контроллеру заданные операции для выполнения определенных задач.

Использование в современном микроконтроллере достаточно мощного вычислительного устройства с широкими возможностями, построенного на одной микросхеме вместо целого набора, значительно снижает размеры, энергопотребление и стоимость построенных на его базе устройств. Используются в управлении различными устройствами и их отдельными блоками.

Применяется в ЭВМ, электронике, промышленности и различных бытовых приборах.

Также реализацию цифрового устройства можно синтезировать из более простых элементов. Этот синтез первоначально производится при помощи алгебры логики, после чего по полученным функциям строится эквивалентная схема. Следовательно, это приводит к тому, что происходит: большое время задержки прохождения сигнала, устройство достаточно громоздкое и требуется большее энергопотребление.

Поэтому инженер, проектирующий цифровое устройство выбирает наиболее приемлемый вариант для построения устройства.

 


АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ

1. 1. ОПИСАНИЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА.

Контроллеры PIC16F8x, как и все микроконтроллеры с торговой маркой PICmicro™ основаны на развитой RISC-архитектуре. Они имеют расширенные опции ядра, восьмиуровневый стек и различные внутрен­ние и внешние прерывания. 14-битные слова команд и 8-битные данные передаются независимо, по разделенным шинам памяти и данных. Боль­шинство команд исполняется за один машинный цикл, длительностью 400 не при тактовой частоте 10 МГц (исключая команды переходов, ко­торые исполняются за два цикла, 800 не при 10МГц). Набор команд со­стоит из 35 инструкций с интуитивно понятной мнемоникой.

Микроконтроллеры PIC16F8x обычно позволяют достичь умень­шения объема программы в соотношении 2:1 и увеличения скорости ее исполнения в соотношении 4:1 по сравнению с большинством дру­гих 8-битных микроконтроллеров этого класса.

Параметр PIC16F83 PIC16CR83 PIC16F84 PIC16CR84
Линии вво­да/вывода
Диапазон пи­тающих на­пряжений 2.0-6.0 2.0-6.0 2.0-6.0 2.0 6.0

На кристалле расположены 64 байта EEPROM памяти констант с гарантированным сроком хранения данных более 40 лет при от­ключенном питании, до 68 байт памяти данных (рабочие регистры для хранения переменных). Кристаллы выпускаются с максимальны­ми тактовыми частотами 4МГц и 10МГц, имеют 13 портов вво­да/вывода, встроенный таймер/счетчик TMR0, сторожевой таймер WDT, экономичный режим засыпания SLEEP.

Параметр PIC16F83 PIC16CR83 PIC16F84 PIC16CR84
Макс тактовая частота, МГц
Флэш-память программ
EEPROM па­мять программ -- :
ROM память программ
Память дан­ных, байт
EEPROM па­мять данных, байт
Модуль таймера TMR0 TMR0 TMR0 TMR0
Таблица 1 . Параметры микроконтроллеров
Источники прерывании

 

Тактовую частоту можно задавать при помощи RC-цепочки, не­дорогого керамического резонатора или кварцевого резонатора. Может быть подключен также внешний генератор тактовой частоты. Встроенного тактового генератора, тактирующего процессор, нет. От встроенного на кристалл RC-генератора могут тактироваться только таймер/счетчик TMR0 или сторожевой таймер, по выбору.

Микроконтроллеры PIC16F8x могут программироваться непосред­ственно на плате устройства, что позволяет отлаживать программу либо записывать константы и калибровочные данные. Для програм­мирования на плате необходимо максимум пять проводов: питание 5 В, напряжение программирования, последовательные данные, тактирую­щие импульсы и общий. Память программ только встроенная.

 

РАСПОЛОЖЕНИЕ И НАЗНАЧЕНИЕ ВЫВОДОВ

Расположение выводов описываемых контроллеров показано на рисунке 1-1. Варианты корпуса 18-pin DIP, SOIC.

RA2-**"   RA1
  P1C16F8X RAO
RA4/T0CKK-»- PIC16CR8X *— OSC1/CLK1N
MCLR—   —►OSC2/CLKOUT
Vss—    
RBO/INT   -0-RB7
    -0-RB6
    "♦-►RB5
RB3-**-    
Рис. 1. Расположение выводов PIC16F8x, PIC16CR8x

 

Назначение выводов корпуса

Обозначение Функциональное назначение (нормальный режим)
RA4/RTCC Порт ввода-вывода (выход - открытый коллектор, вход - три гер Шмидта) либо вход внешнего тактового сигнал для RTCC
RAO/AINO Цифровая линия ввода - вывода / аналоговый вход канала 0
RA1/AIN1 Цифровая линия ввода - вывода / аналоговый вход канала 1
RA2/AIN2 Цифровая линия ввода - вывода / аналоговый вход канала 2
RA3/AIN3/ Vref Цифровая линия ввода - вывода / аналоговый вход канала 3 / вход внешнего опорного напряжения.
RBO/INT Цифровая линия ввода — вывода / внешний вход прерыва­ния INT
RBI - RB3 Цифровая линия ввода - вывода.
RB4-RB7 Цифровая линия ввода - вывода / прерывание при измене­нии.
/MCLR/Vpp Низкий уровень на этом входе генерирует сигнал сброса для контроллера. Активный низкий, Вход через триггер Шмитта
OSC1 Для подключения кварца, RC или вход внешней тактовой частоты
OSC2/CLKOUT Генератор, выход тактовой частоты в режиме RC генерато­ра, в остальных случаях - для подключения кварца
Vdd Напряжение питания
Таблица 2. Назначение выводов корпуса
Vss

Общий (земля)
     

 

Исполнения микросхем бывают трех типов: коммерческие, для про­мышленности и для автомобильной электроники. Основное их отличие в температурном диапазоне и рабочем напряжении.

Оперативная память

Область ОЗУ организована как 128x8 (128 ячеек по 8 разрядов).

Страница 0 Страница 1  
адр название адр название  
Косвенный адрес -«- команда, которая исполь­зует fO (адрес 00) в качестве регистра фактически обращается к указа­телю, который хранится в FSR
RTCC таймер/ счетчик OPTION содер­жит управляющие биты, которые определяют конфигурацию делителя, куда он подключен: к RTCC или WDT, знак фронта внеш­него прерывания INT и внешнего сигнала для RTCC, подключение ак­тивной нагрузки на порту RB
PCL -«- Младшие 8 бит программного счетчика
STATUS -«- содержит арифметические флаги АЛУ, состояние кон­троллера при сбросе и биты выбора страниц для памяти данных
FSR -«- Указатель косвенной адресации памяти данных
PORT A TRISA Направление данных через порт А
POTRB TRISB Направление данных через порт В
He сущ. -«-  
ADCON0 ADCON1 Управляющие регистры АЦП (управление АЦП/конфигурация выходов АЦП)
ADRES -«- Результат преобразования АЦП
ОА PCLATH -«- Старший байт программного счетчика
ОВ INTCON -«- Управляющий регистр прерываний
ОС      
... 36 РОН ... -«-  
2F   AF    
  ВО -«-  
... He сущ. ...    
7F   FF    

Таблица 3. Область ОЗУ организована как 128x8

2.1. Описание индикатора FYS-3912CX .

Описание FYS-3912CX с общим катодом:

· 9.9 мм (0.39”) одна цифра цифровой дисплей серии.

· Стандартной яркости.

· Низкой текущей операции.

· Отличный характер внешний вид.

· Простой монтаж на П. C. советов или розетки

Размеры Упаковки, Внутренняя Монтажная Схема

FYS-3912CX сериал

 

Примечания:

· Все размеры приведены в миллиметрах (дюймах)

· Допуск ±0.25(0.01"), если не указано иное.

· Specificaions могут изменяться без уведомления.


 

ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА

Печатная плата разработана в программе Sprint – Layout. печатная плата со стороны монтажа электронных компонентов. печатная плата со стороны проводников.

Рис. 3. Печатная плата со стороны деталей.

 

 

Рис. 4. Печатная плата со стороны дорожек.


Приложение В.

Перечень деталей.

Наименование Количество
Микроконтроллер Pic16F84A 1 шт.
Кварц ZQ1 32678 Гц. 1 шт.
Спикер BF1 HCM1206x 1 шт.
Конденсаторы C1, C2, C3 ( 30 pF ). 3 шт.
Индикатор FYS-3912C5 1 шт.
Резистор R1 (310 Ом). 1 шт.
Переключатель SA1 1 шт.

Рис. 9. Перечень деталей


 

Приложение Г.

Hex файл программы:

:020000040000FA

:020000000528D1

:080008003F28831641308100FE

:10001000B0308B00003085000130860083128101F2

:100020008C018D018E0I8601920123288207003404

:100030000C34B6349E34CC34DA34FA340E34FE3414

:10004000DE34103480340E08162086002328061C67

:1000500008008D018101121C08008C0A14300C026A

:100060000318051208000C088E00C300E0203184D

:100070008E0114300C02031805128C0108008F0049

:1000800003089000040891008B1C4F2827200B11B7

:10009008B1010088300110884000F0809008D0AD6

:1000A0000D08DB3E031933200D08F93E0319121009

:1000B000031905160D08F73E03190512031912144A

:1000C00003198D0147280D08F63E03198D014728B5

:02400E00F03F81

:00000001FF


 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По полученному заданию было полностью проделана работа, повторены и усвоены задания, полученные на заданиях. Работа проделана в полной мере и разработана «Радиоохрана, демодулятора» на микроконтроллере Pic16F84A.

 


КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине:

«Проектирование цифровых устройств»

на тему:

«Радиоохрана на Pic16F84A. Демодулятор»

090201.02.КСК-11

 

Руководитель Баев А.В.

Воркута 2015г.
Разработал Тешебаев Н.А.

СОДЕРЖАНИЕ

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
ВГЭК.090201.02.КСК-11.П3.
Разраб.
Тешебаев Н.А..
Руководит..
Баев.А.В.
 
 
 
 
 
 
Радиоохрана, демодулятор
Лит.
Листов
КСК-11
Введение …………………………………………………………………………..2

1. Анализ технического задания…………………………………………………4

1.1 Описание микроконтроллера…………………………………………4

1.2 Описание индикатора …………………………………………………8

2. Функциональная схема устройства…………………………………………..9

3. Принципиальная схема………………………………………………………..10

4. Печатная плата…………………………………………………………………11

5. Алгоритм программы функционирования устройства……………………..12

6. Программа на языке Ассемблера……………………………………………..17

7. Оценка быстродействия программы………………………………………….21

8. Проверка правильности функционирования программы…………………..22

9. Проверка правильности функционирования устройства…………………..23

Заключение

Список использованной литературы

Приложения:

Приложение А: Диск с документацией

Приложение Б: Принципиальная схема

Приложение В: Перечень деталей

Приложение Г: Hex – файл программы

 


ВВЕДЕНИЕ

Цель моей курсовой работы – проектирование цифрового устройства. Это демодулятор на микроконтроллере, может работать совместно с передатчиком и приемником с частотной или амплитудной модуляцией. Устройство контролирует ежесекундную подачу импульсов с охраняемого объекта. Производится контроль состояния 11 датчиков. При пропадании контрольных импульсов из – за значительного удаления от объекта или выключения передатчика включается звуковой сигнал. После включения тревожного сигнала можно определить, по какому из параметров или датчиков включилась сигнализация.

Микроконтроллер – это микросхема, предназначена для управления электронными устройствами. Типичный микроконтроллер сочетает на одном кристалле функции процессора и периферийных устройств, ОЗУ, ПЗУ. Микроконтроллер – это однокристальный компьютер, способный выполнять относительно простые задачи.

Для того чтобы использовать микроконтроллер для управления электронным устройством, необходимо занести в него программу, которая будет указывать контроллеру заданные операции для выполнения определенных задач.

Использование в современном микроконтроллере достаточно мощного вычислительного устройства с широкими возможностями, построенного на одной микросхеме вместо целого набора, значительно снижает размеры, энергопотребление и стоимость построенных на его базе устройств. Используются в управлении различными устройствами и их отдельными блоками.

Применяется в ЭВМ, электронике, промышленности и различных бытовых приборах.

Также реализацию цифрового устройства можно синтезировать из более простых элементов. Этот синтез первоначально производится при помощи алгебры логики, после чего по полученным функциям строится эквивалентная схема. Следовательно, это приводит к тому, что происходит: большое время задержки прохождения сигнала, устройство достаточно громоздкое и требуется большее энергопотребление.

Поэтому инженер, проектирующий цифровое устройство выбирает наиболее приемлемый вариант для построения устройства.

 


АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ

1. 1. ОПИСАНИЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА.

Контроллеры PIC16F8x, как и все микроконтроллеры с торговой маркой PICmicro™ основаны на развитой RISC-архитектуре. Они имеют расширенные опции ядра, восьмиуровневый стек и различные внутрен­ние и внешние прерывания. 14-битные слова команд и 8-битные данные передаются независимо, по разделенным шинам памяти и данных. Боль­шинство команд исполняется за один машинный цикл, длительностью 400 не при тактовой частоте 10 МГц (исключая команды переходов, ко­торые исполняются за два цикла, 800 не при 10МГц). Набор команд со­стоит из 35 инструкций с интуитивно понятной мнемоникой.

Микроконтроллеры PIC16F8x обычно позволяют достичь умень­шения объема программы в соотношении 2:1 и увеличения скорости ее исполнения в соотношении 4:1 по сравнению с большинством дру­гих 8-битных микроконтроллеров этого класса.

Параметр PIC16F83 PIC16CR83 PIC16F84 PIC16CR84
Линии вво­да/вывода
Диапазон пи­тающих на­пряжений 2.0-6.0 2.0-6.0 2.0-6.0 2.0 6.0

На кристалле расположены 64 байта EEPROM памяти констант с гарантированным сроком хранения данных более 40 лет при от­ключенном питании, до 68 байт памяти данных (рабочие регистры для хранения переменных). Кристаллы выпускаются с максимальны­ми тактовыми частотами 4МГц и 10МГц, имеют 13 портов вво­да/вывода, встроенный таймер/счетчик TMR0, сторожевой таймер WDT, экономичный режим засыпания SLEEP.

Параметр PIC16F83 PIC16CR83 PIC16F84 PIC16CR84
Макс тактовая частота, МГц
Флэш-память программ
EEPROM па­мять программ -- :
ROM память программ
Память дан­ных, байт
EEPROM па­мять данных, байт
Модуль таймера TMR0 TMR0 TMR0 TMR0
Таблица 1 . Параметры микроконтроллеров
Источники прерывании

 

Тактовую частоту можно задавать при помощи RC-цепочки, не­дорогого керамического резонатора или кварцевого резонатора. Может быть подключен также внешний генератор тактовой частоты. Встроенного тактового генератора, тактирующего процессор, нет. От встроенного на кристалл RC-генератора могут тактироваться только таймер/счетчик TMR0 или сторожевой таймер, по выбору.

Микроконтроллеры PIC16F8x могут программироваться непосред­ственно на плате устройства, что позволяет отлаживать программу либо записывать константы и калибровочные данные. Для програм­мирования на плате необходимо максимум пять проводов: питание 5 В, напряжение программирования, последовательные данные, тактирую­щие импульсы и общий. Память программ только встроенная.

 

РАСПОЛОЖЕНИЕ И НАЗНАЧЕНИЕ ВЫВОДОВ

Расположение выводов описываемых контроллеров показано на рисунке 1-1. Варианты корпуса 18-pin DIP, SOIC.

RA2-**"   RA1
  P1C16F8X RAO
RA4/T0CKK-»- PIC16CR8X *— OSC1/CLK1N
MCLR—   —►OSC2/CLKOUT
Vss—    
RBO/INT   -0-RB7
    -0-RB6
    "♦-►RB5
RB3-**-    
Рис. 1. Расположение выводов PIC16F8x, PIC16CR8x

 

Назначение выводов корпуса

Обозначение Функциональное назначение (нормальный режим)
RA4/RTCC Порт ввода-вывода (выход - открытый коллектор, вход - три гер Шмидта) либо вход внешнего тактового сигнал для RTCC
RAO/AINO Цифровая линия ввода - вывода / аналоговый вход канала 0
RA1/AIN1 Цифровая линия ввода - вывода / аналоговый вход канала 1
RA2/AIN2 Цифровая линия ввода - вывода / аналоговый вход канала 2
RA3/AIN3/ Vref Цифровая линия ввода - вывода / аналоговый вход канала 3 / вход внешнего опорного напряжения.
RBO/INT Цифровая линия ввода — вывода / внешний вход прерыва­ния INT
RBI - RB3 Цифровая линия ввода - вывода.
RB4-RB7 Цифровая линия ввода - вывода / прерывание при измене­нии.
/MCLR/Vpp Низкий уровень на этом входе генерирует сигнал сброса для контроллера. Активный низкий, Вход через триггер Шмитта
OSC1 Для подключения кварца, RC или вход внешней тактовой частоты
OSC2/CLKOUT Генератор, выход тактовой частоты в режиме RC генерато­ра, в остальных случаях - для подключения кварца
Vdd Напряжение питания
Таблица 2. Назначение выводов корпуса
Vss

Общий (земля)
     

 

Исполнения микросхем бывают трех типов: коммерческие, для про­мышленности и для автомобильной электроники. Основное их отличие в температурном диапазоне и рабочем напряжении.

Оперативная память

Область ОЗУ организована как 128x8 (128 ячеек по 8 разрядов).

Страница 0 Страница 1  
адр название адр название  
Косвенный адрес -«- команда, которая исполь­зует fO (адрес 00) в качестве регистра фактически обращается к указа­телю, который хранится в FSR
RTCC таймер/ счетчик OPTION содер­жит управляющие биты, которые определяют конфигурацию делителя, куда он подключен: к RTCC или WDT, знак фронта внеш­него прерывания INT и внешнего сигнала для RTCC, подключение ак­тивной нагрузки на порту RB
PCL -«- Младшие 8 бит программного счетчика
STATUS -«- содержит арифметические флаги АЛУ, состояние кон­троллера при сбросе и биты выбора страниц для памяти данных
FSR -«- Указатель косвенной адресации памяти данных
PORT A TRISA Направление данных через порт А
POTRB TRISB Направление данных через порт В
He сущ. -«-  
ADCON0 ADCON1 Управляющие регистры АЦП (управление АЦП/конфигурация выходов АЦП)
ADRES -«- Результат преобразования АЦП
ОА PCLATH -«- Старший байт программного счетчика
ОВ INTCON -«- Управляющий регистр прерываний
ОС      
... 36 РОН ... -«-  
2F   AF    
  ВО -«-  
... He сущ. ...    
7F   FF    

Таблица 3. Область ОЗУ организована как 128x8

2.1. Описание индикатора FYS-3912CX .

Описание FYS-3912CX с общим катодом:

· 9.9 мм (0.39”) одна цифра цифровой дисплей серии.

· Стандартной яркости.

· Низкой текущей операции.

· Отличный характер внешний вид.

· Простой монтаж на П. C. советов или розетки

Размеры Упаковки, Внутренняя Монтажная Схема

FYS-3912CX сериал

 

Примечания:

· Все размеры приведены в миллиметрах (дюймах)

· Допуск ±0.25(0.01"), если не указано иное.

· Specificaions могут изменяться без уведомления.


 

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА УСТРОЙСТВА.

мк
Семисегметный индикатор с общим катодом
Стабилизированный источник питания 5 Вольт
Выход модулятора

 


[i]

 

Рис. 2 . Функциональная схема устройства

 


Выход модулятора – если один из датчиков разомкнут, то на модуляторе формируется импульс, который передается на демодулятор.

Микроконтроллер Pic16F84A -обрабатывает полученные данные с датчика, и выводит информацию.

 

Семисегметный индикатор с общим катодом –вывод информации с сработанного датчика.

 

Стабилизированный источник питания 5 Вольт с применением микросхемы 78L05, обвязанный конденсаторами.

 


4.ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА


Принципиальная схема разработана в программе Splan 7.0. Принципиальную схему смотреть в приложение Б

Перечень элементов смотреть в приложение В


ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА

Печатная плата разработана в программе Sprint – Layout. печатная плата со стороны монтажа электронных компонентов. печатная плата со стороны проводников.

Рис. 3. Печатная плата со стороны деталей.

 

 

Рис. 4. Печатная плата со стороны дорожек.



Последнее изменение этой страницы: 2016-04-23; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 35.172.136.29 (0.039 с.)