Курсовая работа: Реализация цифрового термометра на основе микроконтроллера ATmega 128 (с использовнием термодатчика DS18B20)

Приложение

1. Теоретическая часть

1.1 Аннотация

Данный курсовой проект представляет собой термометр, реализованный на микроконтроллере AVR. Устройство может выполнять следующие действия:

определение температуры окружающей среды;

отображение температуры окружающей среды на ЖК дисплее;

отображение температуры окружающей среды в com-порт;

своевременное реагирование на изменение температуры, реализованное с помощью устанавливаемой по желанию задержки опроса;

1.2 Постановка задачи

Используя средства языка программирования необходимо создать цифровой термометр на основе микроконтроллера ATmega 128 семейства AVR. Должны выполняться действия: измерение температуры окружающей среды, вывод значений температуры на ЖК дисплей и в com-порт.

1.3 Общие сведения о микроконтроллерах AVR

Микроконтроллер - компьютер на одной микросхеме. Предназначен для управления различными электронными устройствами и осуществления взаимодействия между ними в соответствии с заложенной в микроконтроллер программой. В отличие от микропроцессоров, используемых в персональных компьютерах, микроконтроллеры содержат встроенные дополнительные устройства. Эти устройства выполняют свои задачи под управлением микропроцессорного ядра микроконтроллера.

С развитием микроэлектроники микроконтроллеры AVR получили широкое распространение в нашей жизни. Это устройства, в которых объединены процессор и периферийное оборудование. Такое объединение позволяет уменьшить массу стоимость и энергопотребление проектируемого устройства.

Типичный современный микроконтроллер имеет следующие встроенные схемы: центральное процессорное устройство (ЦПУ), память программ, оперативная память данных, тактовый генератор, цепь сброса, последовательный порт, таймер, таймер, аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Устройства памяти включают оперативную память (RAM), постоянные запоминающие устройства (ROM), перепрограммируемую ROM (EPROM), электрически перепрограммируемую ROM (EEPROM). Таймеры включают, и часы реального времени, и таймеры прерываний. Средства I/O включают последовательные порты связи, параллельные порты (I/O линии), аналого-цифровые преобразователи (A/D), цифроаналоговые преобразователи (D/A), драйверы жидкокристаллического дисплея (LCD) или драйверы вакуумного флуоресцентного дисплея (VFD). Встроенные устройства обладают повышенной надежностью, поскольку они не требуют никаких внешних электрических цепей.

1.4 Основные параметры AVR

Основные параметры AVR:

тактовая частота до 20 МГц;

встроенный программируемый RC-генератор, частота 1, 2, 4, 8 МГц;

Flash-ПЗУ программ, программируемое в системе, 10 000 циклов перезаписи;

Энергонезависимая память данных EEPROM (100 000 циклов перезаписи);

внутреннее ОЗУ со временем доступа 1 такт;

6 аппаратных команд умножения (для семейства mega);

развитая система адресации, оптимизированная для работы с С-компиляторами;

32 регистра общего назначения (аккумулятора);

синхронный (USART) или асинхронный (UART) (в mega64 и mega128 их по 2);

синхронный последовательный порт (SPI);

двухпроводный интерфейс TWI, совместимый с интерфейсом I2C;

многоканальный PWM 8-, 9-, 10-, 16-битный ШИМ-модулятор;

10-битный АЦП с дифференциальными входами;

программируемый коэффициент усиления перед АЦП 1, 10 и 200;

встроенный источник опорного напряжения 2,56 В;