Файл: Пояснительная записка к курсовому проекту по мдк 02. 01.rtf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.12.2023
Просмотров: 31
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
OCIE0 в регистр TIMSK. Структура регистра TIMSK приведена в таблице 4.2
Таблица 4.2 - структура регистра TIMSK
После разрешения прерываний от таймера Т0, меняется режим работы на CTC(режим по совпадению), загрузкой в TCCR0 код 00001011. Структура регистра TCCR0 приведена на рисунке 4.1
Рисунок 4.1 - Структура регистра TCCR0
Биты CS02, CS01, CS00 (ClockSelect) - определяют источник тактовой частоты для таймера Т0 и задают коэффициент предделителя. Все возможные состояния описаны на рисунке 4.2.
Рисунок 4.2 - Состояния битов CS02 -
CS00
Биты WGM10, WGM00 (WaveGeneratorMode) - определяют режим работы таймера-счетчика Т0. Их состояния приведены на рисунке 4.3.
Рисунок 4.3 - Состояния битов WGM10, WGM00
Настройка таймера завершена и остается только установить флаг I в регистре SREG.
После инициализации микроконтроллера начинается опрос кнопок если на линии РA1 появится низкий потенциал, т.е. кнопка SB1 нажата, то в регистры MINE и MIND загрузится количество минут, которое нужно отсчитать(выбирается в зависимости от нажатой кнопки). Загружаем в регистры OCR1AH и OCR1AL количество тактов. Выбираем режим в TCCR1B номер режима и коэффициент деления. После чего таймер начинает работу. Выводим значение MINE и MIND на индикатор. Ждем прерывания от таймера и вычитаем единицу из MINE, выводим новое значение на индикатор. После того, как MINE и MIND станут равными 0, подается звуковой сигнал. И микроконтроллер возвращается к опросу кнопок.
Для формирования таймером Т1 1 секунды будет использоваться режим сброса по совпадению. Расчет значения загружаемого в регистр сравнения OCR1.
Рассчитывается длительность такта микроконтроллера:
, (4.4)
где
- длительность такта микроконтроллера, мкс;
- частота микроконтроллера, МГц.
.
Рассчитывается количество тактов микроконтроллера для формирования длительности сигнала 1 секунда:
, (4.5)
где N - количество тактов микроконтроллера;
- время задержки, мкс;
- длительность такта микроконтроллера, мкс;
.
Шестнадцатиразрядный таймер T1 имеет максимальный коэффициент деления 65536, необходимо использовать предварительный делитель. Выбираем коэффициент деления 64. Рассчитывается частота сигнала на выходе предварительного делителя.
, (4.6)
где
- частота сигнала на выходе предделителя, Гц;
- частота микроконтроллера, МГц;
- коэффициент деления предделителя;
.
Рассчитывается период сигнала на выходе предделителя.
, (4.7)
где
- длительность такта на выходе предделителя, мкс.
,
Рассчитывается коэффициент деления таймера Т1.
, (4.8)
.
. Описание работы устройства
Подаем питание на микроконтроллер, инициализируем стек, настраиваем входы микроконтроллера. Вход PA0 - PA5 настраиваем на вход, PA7 настраиваем на выход, PB настраиваем на вход, PC0,PC1 настраиваем на выход. На вход RESET подключаем подтягивающий резистор. Настраиваем внешнее прерывание INT0 по спаду импульса и разрешаем его. Обнуляем регистры IND, INE, MINE, MIND, V и гасим индикация путем подачи нуля на порты PC. Далее настраиваем таймер Т0 для динамической индикации, который формирует 4мс.
Для того, что бы частота мерцания была не заметна для глаза человека. При поступлении внешнего прерывания
INT0 программа переходит вобработчик, проверка младшего и старшего разрядов на 0 и в последующем счет в 2-10 коде. Также в этом обработчике запускается таймер Т1, который формирует временной интервал, необходимый для формирования 1 секунды. После этого, программа переходит в обработчик для Т1, в котором запрещаются все прерывания, переносится содержимое регистров счета MINE, MIND в регистры индикации IND, INE соответственно и переходит в обработчик индикации. В этом обработчике загружаются адреса начала массива кодов, после чего проверкой регистра V на ноль, выбирается знакоместо. В зависимости от того, какое знакоместо выбрано, открывается нужный транзистор VT1 или VT2, отображение десятков и единиц соответственно. И в конце обработчика после отображения нужной цифры, увеличивается значение регистра V на единицу и идет выход из обработчика.
На входы XTAL1 и XTAL2 подключается резонатор кварцевый и два конденсатора для обеспечения большей стабильности нашего устройства.
Вход VCC и Reset подключаются питанию. На вход Reset подключается резистор.
На вход PA0 - PA5 подключается кнопки, для выбора нужного временного интервала, через резистор.
На вход PA7 подключается пьезоизлучатель, для формирования звуковых сигналов, по истечению времени выдержки, через резистор.
Вход GND подключается на землю.
. Расчетная часть
.1 Расчет фильтров по питанию
При переключении микросхем устройства в цепи питания возникают низкочастотные и высокочастотные помехи. Чтобы исключить низкочастотные помехи при монтаже микросхем на печатную плату, необходимо предусмотреть вблизи разъема установку развязывающего конденсатора ёмкостью не менее 0,1 мкФ на одну интегральную микросхему.
Рассчитывается ёмкость конденсатора С1 по формуле
(6.1)
где С - ёмкость конденсатора 0,1 мкФ;
n - количество ИМС на печатной плате.
Выбирается ёмкость конденсатора 47 мкФ. Выбирается конденсатор С1 К50-35-16B-47мкФ±10%.
Для исключения высокочастотных помех при монтаже микросхем на печатную плату устанавливаются развязывающие конденсаторы ёмкостью не менее 0,002 мкФ на одну интегральную микросхему.
Конденсаторы рекомендуется размещать по площади печатной платы из расчета один конденсатор на группу не более чем десять микросхем.
Рассчитывается ёмкость конденсатора С2 по формуле
(6.2)
где С - ёмкость конденсатора 0,002 мкФ;
n - количество ИМС на печатной плате.
Выбирается ёмкость конденсатора 0,1 мкФ. Выбирается конденсатор С2 К10-17A-H90-0,1мкФ±10%.
.2 Расчет цифрового табло
Технические параметры индикатора DC56-11EWA приведены в таблице 6.1 [10].
Технические параметры транзистора KT315B приведены в таблице 6.2 [11].
Таблица 6.1 - Технические параметры индикатора DC56-11EWA
Таблица 6.2 - Технические параметры транзистор КТ315В
Таблица 4.2 - структура регистра TIMSK
| Номер бита | Имя | Назначение | Пояснение |
| 0 | TOIE0 | Прерывание по переполнению | 1-разрешено 0-запрешено |
| 1 | OCIE0 | Прерывание по событию «Совпадение» | 1-разрешено 0-запрешено |
| 2 | TOIE1 | Прерывание по переполнению | 1-разрешено 0-запрешено |
| 3 | OCIE1B | Прерывание по событию «Совпадение В» | 1-разрешено 0-запрешено |
| 4 | OCIE1A | Прерывание по событию «Совпадение А» | 1-разрешено 0-запрешено |
| 5 | TICIE1 | Прерывание по событию «Захват» | 1-разрешено 0-запрешено |
| 6 | TOIE2 | Прерывание по переполнению | 1-разрешено 0-запрешено |
| 7 | OCIE2 | Прерывание по событию «Совпадение» | 1-разрешено 0-запрешено |
После разрешения прерываний от таймера Т0, меняется режим работы на CTC(режим по совпадению), загрузкой в TCCR0 код 00001011. Структура регистра TCCR0 приведена на рисунке 4.1
Рисунок 4.1 - Структура регистра TCCR0
Биты CS02, CS01, CS00 (ClockSelect) - определяют источник тактовой частоты для таймера Т0 и задают коэффициент предделителя. Все возможные состояния описаны на рисунке 4.2.
Рисунок 4.2 - Состояния битов CS02 -
CS00
Биты WGM10, WGM00 (WaveGeneratorMode) - определяют режим работы таймера-счетчика Т0. Их состояния приведены на рисунке 4.3.
Рисунок 4.3 - Состояния битов WGM10, WGM00
Настройка таймера завершена и остается только установить флаг I в регистре SREG.
После инициализации микроконтроллера начинается опрос кнопок если на линии РA1 появится низкий потенциал, т.е. кнопка SB1 нажата, то в регистры MINE и MIND загрузится количество минут, которое нужно отсчитать(выбирается в зависимости от нажатой кнопки). Загружаем в регистры OCR1AH и OCR1AL количество тактов. Выбираем режим в TCCR1B номер режима и коэффициент деления. После чего таймер начинает работу. Выводим значение MINE и MIND на индикатор. Ждем прерывания от таймера и вычитаем единицу из MINE, выводим новое значение на индикатор. После того, как MINE и MIND станут равными 0, подается звуковой сигнал. И микроконтроллер возвращается к опросу кнопок.
Для формирования таймером Т1 1 секунды будет использоваться режим сброса по совпадению. Расчет значения загружаемого в регистр сравнения OCR1.
Рассчитывается длительность такта микроконтроллера:
, (4.4)где
- длительность такта микроконтроллера, мкс; - частота микроконтроллера, МГц. .Рассчитывается количество тактов микроконтроллера для формирования длительности сигнала 1 секунда:
, (4.5)где N - количество тактов микроконтроллера;
- время задержки, мкс; - длительность такта микроконтроллера, мкс;
.Шестнадцатиразрядный таймер T1 имеет максимальный коэффициент деления 65536, необходимо использовать предварительный делитель. Выбираем коэффициент деления 64. Рассчитывается частота сигнала на выходе предварительного делителя.
, (4.6)где
- частота сигнала на выходе предделителя, Гц; - частота микроконтроллера, МГц; - коэффициент деления предделителя; .Рассчитывается период сигнала на выходе предделителя.
, (4.7)где
- длительность такта на выходе предделителя, мкс. ,Рассчитывается коэффициент деления таймера Т1.
, (4.8) .. Описание работы устройства
Подаем питание на микроконтроллер, инициализируем стек, настраиваем входы микроконтроллера. Вход PA0 - PA5 настраиваем на вход, PA7 настраиваем на выход, PB настраиваем на вход, PC0,PC1 настраиваем на выход. На вход RESET подключаем подтягивающий резистор. Настраиваем внешнее прерывание INT0 по спаду импульса и разрешаем его. Обнуляем регистры IND, INE, MINE, MIND, V и гасим индикация путем подачи нуля на порты PC. Далее настраиваем таймер Т0 для динамической индикации, который формирует 4мс.
Для того, что бы частота мерцания была не заметна для глаза человека. При поступлении внешнего прерывания
INT0 программа переходит вобработчик, проверка младшего и старшего разрядов на 0 и в последующем счет в 2-10 коде. Также в этом обработчике запускается таймер Т1, который формирует временной интервал, необходимый для формирования 1 секунды. После этого, программа переходит в обработчик для Т1, в котором запрещаются все прерывания, переносится содержимое регистров счета MINE, MIND в регистры индикации IND, INE соответственно и переходит в обработчик индикации. В этом обработчике загружаются адреса начала массива кодов, после чего проверкой регистра V на ноль, выбирается знакоместо. В зависимости от того, какое знакоместо выбрано, открывается нужный транзистор VT1 или VT2, отображение десятков и единиц соответственно. И в конце обработчика после отображения нужной цифры, увеличивается значение регистра V на единицу и идет выход из обработчика.
На входы XTAL1 и XTAL2 подключается резонатор кварцевый и два конденсатора для обеспечения большей стабильности нашего устройства.
Вход VCC и Reset подключаются питанию. На вход Reset подключается резистор.
На вход PA0 - PA5 подключается кнопки, для выбора нужного временного интервала, через резистор.
На вход PA7 подключается пьезоизлучатель, для формирования звуковых сигналов, по истечению времени выдержки, через резистор.
Вход GND подключается на землю.
. Расчетная часть
.1 Расчет фильтров по питанию
При переключении микросхем устройства в цепи питания возникают низкочастотные и высокочастотные помехи. Чтобы исключить низкочастотные помехи при монтаже микросхем на печатную плату, необходимо предусмотреть вблизи разъема установку развязывающего конденсатора ёмкостью не менее 0,1 мкФ на одну интегральную микросхему.
Рассчитывается ёмкость конденсатора С1 по формуле
(6.1)где С - ёмкость конденсатора 0,1 мкФ;
n - количество ИМС на печатной плате.
Выбирается ёмкость конденсатора 47 мкФ. Выбирается конденсатор С1 К50-35-16B-47мкФ±10%.
Для исключения высокочастотных помех при монтаже микросхем на печатную плату устанавливаются развязывающие конденсаторы ёмкостью не менее 0,002 мкФ на одну интегральную микросхему.
Конденсаторы рекомендуется размещать по площади печатной платы из расчета один конденсатор на группу не более чем десять микросхем.
Рассчитывается ёмкость конденсатора С2 по формуле
(6.2)где С - ёмкость конденсатора 0,002 мкФ;
n - количество ИМС на печатной плате.
Выбирается ёмкость конденсатора 0,1 мкФ. Выбирается конденсатор С2 К10-17A-H90-0,1мкФ±10%.
.2 Расчет цифрового табло
Технические параметры индикатора DC56-11EWA приведены в таблице 6.1 [10].
Технические параметры транзистора KT315B приведены в таблице 6.2 [11].
Таблица 6.1 - Технические параметры индикатора DC56-11EWA
| Параметр | Значение |
| Максимальная сила света при прямом токе 10мА, мКд | 8 |
| Количество сегментов | 7 |
| Количество разрядов | 2 |
| Схема включения | общий катод |
| Высота знака, мм | 14,2 |
| Максимальное прямое напряжение, В | 2,5 |
| Максимальное обратное напряжение, В | 5 |
| Максимальный прямой ток, мА | 30 |
| Максимальный импульсный прямой ток, мА | 160 |
Таблица 6.2 - Технические параметры транзистор КТ315В