Курсовая работа: Розробка схеми електричної принципової годинника-будильника-термометра з ІЧ ПК

Для однокристальних мікроконтролерів характерні:

- система команд, орієнтована на виконання завдань керування і регулювання;

- алгоритми, що реалізуються на ОМК, мають багато розгалужень залежно від зовнішніх сигналів;

- дані, якими оперують ОМК, не повинні мати велику розрядність;

- схемна реалізація систем керування на базі ОМК нескладна і має невисоку вартість;

- універсальність і можливість розширення функцій керування значно нижчі, ніж у системах із однокристальними МП.

Однокристальні мікроконтролери - зручний інструмент для створення сучасних вбудованих пристроїв керування різноманітним обладнанням, автомобільною електронікою, побутовою технікою, мобільними телефонами та ін.

В даній роботі описується МК приладу, що призначений для індикації поточного часу, подачі звукового сигналу у визначений час та індикації температури в двох точках (в приміщенні та на подвір’ї) на проміжку -55…+99 ºС з точністю ±1 ºС. Час та температура виводяться почергово. Встановлення значення часу, спрацювання будильника, спалахування та вимикання індикатора здійснюється з ІЧ пульта дистанційного 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 протязі хвилини зтроєні сигнали подаються кожну секунду до тих пір, поки будильник не буде відключений. Існує функція Snooze (повторення сигнала через певний час), що дозволяє ще трохи поспати після першого сигналу. Якщо індикатор погашено, в момент спрацювання будильника він вмикається і до відключення чи переходу в режим Snooze показує поточний час. Передбачено короткий звуковий сигнал при натисненні кнопок пульта, індикацію (світлодіодом) при проходженні команд з пульта, резервне живлення при зникненні напруги в мережі (в цьому випадку будильник буде подавати безперервний сигнал).

Принципова схема заснована на мікроконтролері DD2 АТ89С4051. 1.2 Технічні характеристики

При створенні схеми електричної принципової розроблюваного пристрою було використано такі елементи як мікроконтролер АТ89С4051, мікросхеми КР1171СП47, FCP8583, SAA3010, PCF8583, DS1621, MC34063.

Розрахунок надійності строю представлено в відповідному розділі курсового проекту.

Характеристики мікроконтролера АТ89С4051:

АТ89С4051 – низьковольтний швидкодіючий 8-ми розрядний мікроконтролер, що використовує енергонезалежну технологію пам’яті Atmel що характеризуються також високою щільністю, має 4 кілобайти перепрограмованої пам’яті з можливістю 1000 циклів запису/стирання, 15 портів вводу/виводу, 2 16-бітових таймери/лічильники, послідовний порт та систему переривань, п’ятивекторну дворівневу систему переривань, дуплексний послідовний порт, презиційний аналоговий компаратор. Даний мікроконтролер підтримує режим Power-down, який зберігає вміст пам’яті але зупиняє генератори до наступного перезапуску (/відновлення роботи) апаратних пристроїв, а також Idlemode – режим, під час якого він зупиняє ЦПП, і підтримує роботу пам’яті, таймерів/лічильників, послідовним портом та системою переривань, для продовження роботи пристрою.

На рисунку 1.2.1 зображено корпус мікроконтролера АТ89С4051.

Рисунок 1.2.1 – Зображення корпусу мікроконтролеру АТ89С4051

Структурна схема мікроконтролера АТ89С4051 зображена нарисунку 1.2.2.

Рисунок 1.2.2 – Структурна схема мікроконтролера АТ89С4051

На схемі зображено: регістр адрес пам’яті, пам’ять RAM, Flash-пам’ять, регістр В, Арифметико-логічний пристрій (АЛП), буфер даних, вказівник стеку, програмний регістр адрес, програмний лічильник, інкрементор, порти драйверів, аналоговий компаратор, схеми управління і синхронізації, регістр інструкцій, блок переривання, серійний порт і блоки таймеру.

1.3 Розробка і обґрунтування схеми електричної структурної

Структурна схема пристрою зображена на рисунку 1.3.

Рисунок 1.3 – Структурна схема розроблюваного пристрою

На структурній схемі пристрою (див. рисунок 1.3) зображено наступні функціональні блоки: мікроконтролер, який забезпечує керування роботою всіх пристроїв схеми; блок живлення що забезпечує безперебійне живлення всіх компонентів схеми; індикатори, які відображають час та температуру; блок датчиків який призначений для знімання показників температури та синхронізації пристрою з блоком керування до якого входить пульт ДК; блок управління часом що забезпечує організацію управління часом.

2 Спеціальний розділ

2.1 Вибір і обґрунтування елементної бази

Схема електрична принципова створюваного пристрою зображена на рисунку 2.1.1. Користуючись даною схемою, дамо коротку її характеристику та обґрунтування вибору елементів, що входять до неї.