Тема курсовой работы: Микропроцессорный термометр с подключением к ПК

         Для того, чтобы успешно провести
курсовое проектирование, следует проводить работу в два этапа. Первым этапом
является разработка принципиальной схемы устройства, вторым этапом следует
написание и отладка программного обеспечения для микроконтроллера.    

         Для
проектирования принципиальной электрической схемы следует провести подробный
анализ функциональной схемы устройства, приведенной в задании. При анализе
выясняется структура устройства, назначение отдельных компонентов и их
взаимосвязь. Анализ структурной схемы служит предварительным этапом перед
составлением принципиальной схемы, которая в отличие от функциональной, должна
содержать подробную информацию обо всех электрических связях в пределах
устройства или отдельного блока  [1].            

         Далее
составляется принципиальная схема, где размещаются основные активные компоненты
микропроцессорного термометра. Здесь следует как можно точнее придерживаться
рекомендаций, которые приводятся в технической документации на каждый
электронный компонент. Параллельно с составлением схемы заполняется перечень
элементов, в котором должна содержаться полная информация о наименованиях всех
электронных компонентов, входящих в состав схемы.      

         Перед
тем, как составить управляющую программу для микроконтроллера, разрабатывается
обобщенный алгоритм работы. Он должен являться основой для составления
исходного кода, т.е. содержать структуру исполняемой программы. Для того, чтобы
микроконтроллер смог вычислить температуру, опираясь на закон линейной
зависимости от частоты сигнала с датчика, проводятся предварительные вычисления
коэффициентов и их перевод в необходимый формат.     

         Разработку
управляющей программы для микроконтроллера следует проводить в интегрированной
среде разработки «AVR Studio 4», в составе которой имеется редактор исходного
кода, компилятор и программный симулятор. Ввод текста программы на языке
ассемблер производится в текстовом редакторе, далее производится отладка с
применением программного симулятора, в рамках которого возможен просмотр
содержимого ячеек памяти во время работы. Компилятор предназначен для перевода
текста программы на языке ассемблер в шестнадцатеричный файл, который в итоге
будет загружен в память микроконтроллера. 

         Все
действия, происходящие в управляющей программе, необходимо отразить в
соответствующем разделе курсового проекта, а исходный текст программы на языке
ассемблер приводится в приложении к проекту. Все участки кода должны содержать
поясняющие комментарии, кратко отражающие суть происходящих действий. 

         Исходные
данные для курсового проектирования:

         – тип
микроконтроллера ATmega48A-A;

– тип супервизора ADM6328-31ART;

– тип компаратора MAX920ESA;

– тип буфера RS232 ADM3202ARN;

– температурный
датчик ДТ12 (коэффициент a0 равен 72,
коэффициент b0 равен 20000, диапазон температур от минус
35 до 110 °С, амплитуда выходного напряжения датчика от минус 15 до 15 В,
максимальный выходной ток 20мА).

Для измерения температуры объекта или окружающей среды используются электронные приборы, у которых в качестве датчика могут быть использованы как простейшие датчики (терморезисторы, термопары), так и более сложного принципа действия. Одним из самых точных и достоверных датчиков является датчик с зависимостью частоты генератора от измеряемой температуры. Выходным сигналом может быть как импульсный сигнал с зависимостью частоты от температуры, так и несколько сигналов, представляющих собой последовательности одного из стандартных интерфейсов электронной техники.
Для обработки данных с таких датчиков необходим микроконтроллер, который функционирует по заранее записанной программе. Она хранится на встроенной flash-памяти, и может быть легко модифицирована при необходимости.
Широкое распространение получили 8-разрядные микроконтроллеры AVR, разработанные фирмой Atmel. На их основе строятся высокоинтеллектуальные встраиваемые системы. Отдельные микроконтроллеры могут отличаться следующими параметрами: объем памяти, наличие или отсутствие некоторых аппаратных модулей, тип корпуса (выводной или для поверхностного монтажа). Все это позволяет разработчику соблюдать равновесный баланс стоимости встраиваемой системы и её производительности.
Внутреннее устройство микроконтроллера определяется архитектурой вычислительных устройств. Его главным элементом является вычислительное ядро AVR, которое производит все математические и логические операции в микроконтроллере. К нему подключены 32 регистра общего назначения, через которые происходит обмен данными ядра с периферийными компонентами