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

Ведомые однопроводные компоненты, содержащие 1-Wire-интерфейс, выпускаются в двух различных видах. Либо в корпусах MicroCAN, похожих внешне на дисковый металлический аккумулятор, либо в обычных корпусах для монтажа на печатную плату.

Однако наиболее популярными ведомыми компонентами 1-Wire, на базе которых реализовано, пожалуй, наибольшее количество однопроводных приложений, безусловно, являются цифровые термометры типа DS1820. Преимущества этих цифровых термометров с точки зрения организации магистрали, по сравнению с любыми другими интегральными температурными сенсорами, а также неплохие метрологические характеристики и хорошая помехоустойчивость, уже на протяжении полутора десятков лет неизменно выводят их на первое место при построении многоточечных систем температурного контроля в диапазоне от - 55°С до125°С. Они позволяют не только осуществлять непосредственный мониторинг температуры в режиме реального времени, но и благодаря наличию встроенной энергонезависимой памяти температурных уставок, могут обеспечивать приоритетную оперативную сигнализацию в 1-Wire-линию о факте выхода контролируемого параметра за пределы заданных значений. Также поставляются более совершенные термометры DS18В20, у которых скорость преобразования определяется разрядностью результата, программируемой непосредственно по 1-Wire-линии. Цифровой код, считываемый с такого термометра, является прямым результатом измеренного значения температуры и не нуждается в дополнительных преобразованиях. Российской фирмой Rainbow Technologies получен сертификат Госстандарта России об утверждении однопроводных цифровых термометров DS1822, DS18B20, DS18S20, DS1920, производимых концерном Dallas/Maxim Integrated Products, в состав которого входит фирма Dallas Semiconductor, в качестве средств измерения. В подтверждение этого факта имеется документ о том, что данные типы приборов зарегистрированы в Государственном реестре средств измерений и допущены к применению в Российской Федерации.

2. Конструкторская часть

2.1 Общие сведения. Функциональное назначение используемых программ

Для выполнения курсовой работы были использованы следующие программные средства: компилятор языка С для микроконтроллеров AVR (CodeVisionAVR), генератор начального кода программы CodeWizard AVR с необходимой конфигурацией периферии МК (AVR Studio).

CodeVision AVR представляет собой кросс-компилятор языка С, графическую оболочку и автоматический генератор шаблонов программ, ориентированные на работу с семейством микроконтроллеров AVR фирмы Atmel.

Программа представляет собой 32-разрядное приложение для работы в операционных системах Windows 95, 98, Me, NT4.0, 2000, XP.

Кросс-компилятор включает в себя практически все элементы, соответствующие стандарту ANSI. Кроме того, в компилятор включены дополнительные возможности, ориентированные на использование архитектурных особенностей микроконтроллеров AVR и встроенных систем в целом.

Объектные файлы COFF позволяют осуществлять отладку программ с просмотром содержимого переменных. Для этого следует применять свободно распространяемый фирмой Atmel (www.atmel.com) отладчик AVR Studio.

Для отладки систем, использующих последовательную передачу данных, в графической оболочке имеется встроенная программа Terminal.

Кроме стандартных библиотек языка С, компилятор имеет библиотеки для работы с:

ЖКИ индикаторами со встроенным контроллером;

шиной I2C фирмы Philips;

датчиком температуры LM75 фирмы National Semiconductor;

часами реального времени PC8536 и PC8583 фирмы Philips, DS1302 и DS1307 фирмы Dallas Semiconductor;

однопроводным протоколом фирмы Dallas Semiconductor;

датчиками температуры DS1820 и DS1822 фирмы Dallas Semiconductor;

датчиком температуры/термостатом DS1621 фирмы Dallas Semiconductor;

памятью EEPROM DS2430 и DS2433 фирмы Dallas Semiconductor;

шиной SPI;

управлением режимами пониженного потребления энергии;

временными задержками;

преобразованием кодов Грэя.

В CodeVision AVR имеется автоматический генератор шаблонов программ, который позволяет в течение считанных минут получить готовый код для следующих функций:

настройка доступа к внешней памяти;

определение источника прерывания Reset;

инициализация портов ввода/вывода;

инициализация внешних прерываний;

инициализация таймеров/счетчиков;

инициализация сторожевого таймера;

инициализация UART;