Курсовая работа: Разработка микропроцессорной системы Автомобильные часы-термометр-вольтметр на базе микроконтроллера

2. Выходы

a. Жидкокристаллический индикатор

b. Звуковой динамик

3. Функции

a. индикация текущего времени

b. будильник

c. таймер

d. индикация температуры в четырех точках

e. звуковая сигнализация при повышении температуры

f. индикация напряжения в бортовой сети автомобиля

g. звуковая сигнализация при падении напряжения бортовой сети

h. управление режимами работы устройства с помощью ИК-пульта

2. Описание структуры системы

После определения входов и выходов устройства разработана структурная схема устройства. Структурная схема автомобильных вольтметра-термометра-часов приведена на рис. 1.

Громкоговоритель

Рис. 1. Структурная схема автомобильных часов-термометра-вольтметра

3. Описание ресурсов МК AT89C2051

AT89C2051 разработан по технологии КМОП. Микроконтроллер оснащенный Flash программируемым и стираемым ПЗУ, а также совместим по системе команд и по выводам со стандартными приборами семейства MCS-51. Объем Flash ПЗУ - 2 Кбайта, ОЗУ - 128 байтов. Имеет 15 линий ввода/вывода, один 16-разрядный таймера/счетчика событий, полнодуплексный порт (UART) пять векторных двухуровневых прерываний, встроенный прецизионный аналоговый компаратор, встроенные генератор и схему формирования тактовой последовательности. Напряжение программирования Flash памяти - 12 В и ее содержимие может быть защищено от несанкционированных записи/считывания. Имеется возможность очистки Flash памяти за одну операцию и возможность считывания встроенного кода идентификации. Ток потребления в активном режиме на частоте 12 МГц не превышает 15 мА при 6 В и 5,5 мА при напряжении питания 3 В. В пассивном режиме (ЦПУ остановленно, но система прерываний, ОЗУ, таймер/счетчик событий и последовательный порт остаются активными) потребление не превышает 5 мА и 1мА. В стоповом режиме ток потребления не превышает 100 мкА и 20 мкА при напряжении питания 6 В и 3 В, соответственно. Микроконтроллер AT89C2051 ориентирован на использование в качестве встроенного управляющего контороллера.

Для питания устройства используется интегральный стабилизатор U5 типа 7805. Потребляемый устройством ток очень небольшой, поэтому радиатор для этой микросхемы не нужен.

Поскольку микросхемы контроллера ЖКИ требуют небольшого количества сигналов для связи с микроконтроллером, индикатор можно выполнить конструктивно в отдельном корпусе минимального размера и расположить его в удобном для обозрения месте. Провода датчиков температуры могут иметь длину несколько метров. При этом обязательно должен присутствовать земляной провод. Использовать в качестве земли кузов автомобиля нежелательно. Удобно для термометров использовать аудио кабель, который имеет два провода в общем экране, изолированном снаружи.

AT89C2051 - 8-разрядный микроконтроллер с Flash ПЗУ

Рис.2. Структурная схема AT89C2051

Микроконтроллер AT89C51 построен по процессорной архитектуре MCS-51, т.е. он умеет выполнять ассемблерные команды описанные этим стандартом. Стандарт был разработан фирмой INTEL и в дальнейшем стал основой для создания современных INTEL процессоров, но проблема создания маленьких устройств (микроконтроллерных систем) осталась актуальной и по сей день. В результате первые миниатюрные процессоры эксплуатируется до сих пор (например, в телефонах АОН).

Цифры 31 или 51 в названии процессора (контроллера) указывают на принадлежность к системе команд MCS-51 (31 в отличии от 51, не имеет возможности использовать порт P0 и P2 как порты - на 31 кристалле это только адресные линии и линии данных внешних устройств [ПЗУ,ОЗУ,Регистров...] = 51 же кристалл имеет возможность незадействованные выводы адресов использовать как выводы портов ввода - вывода). Цифра 80 в начале указывает на то, что исполняемая программа может быть размещена только во внешней ПЗУ.

Цифра 83,87 или 89 указывает, что программа может быть как во внешней ПЗУ, так и в ПЗУ кристалла (это более поздние модели 1990-е годы, уже научились ПЗУ делать на одной подложке вместе с самим процессором), 83 - масочная ПЗУ (программируется на заводе изготовителе - например контроллер клавиатуры AT-XT), 87 - однократно программируемая ПЗУ на кристалле процессора в корпусе из пластика или многократно (до 100 раз ) перепрограммируемая ПЗУ на кристалле в керамическом корпусе и окошком для УФ стирания.

89 - многократно (до 10000 раз) перепрограммируемая ПЗУ на кристалле, электрически стираемая.

AT- название фирмы изготовителя ATMEL http://www.atmel.com/ или http://www.atmel.ru/ (русскоязычный сайт ATMEL).

Кроме того это может быть DS - Dallas, N- Intel, P-Philips...