|
СодержаниеПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ,\r\nСОКРАЩЕНИЙ И ТЕРМИНОВ ………………………………………….. \r\n 3\r\nВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………… 4\r\nРАЗДЕЛ 1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ ……………... 6\r\n1 Разработка микропроцессорной системы на основе микроконтроллера ………………………………………………………… \r\n 6\r\n1.1 Основные этапы разработки …………………………………………. 6\r\n1.2 Разработка и отладка аппаратных средств …………………………. 10\r\n1.3 Разработка и отладка программного обеспечения ………………… 10\r\n1.4 Методы и средства совместной отладки аппаратных и программных средств ……………………………………………………. \r\n11\r\n1.5 выбор микроконтроллера …………………………………………… 12\r\nРАЗДЕЛ 2 РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СВЕТА …………………………………………… \r\n17\r\n2.1 Постановка задачи ………………………………………………….. 17\r\n2.2 Разработка структурной схемы устройства и функциональной спецификации ………………………………………………………….. \r\n18\r\n2.3 Разработка функциональной схемы ……………………………… 20\r\n2.4 Разработка алгоритма управления ………………………………. 22\r\n2.5 Разработка программного обеспечения микроконтроллера …... 23\r\n2.6 Выбор, описание и расчеты элементной базы …………………. 35\r\n2.7 Разработка схемы электрической принципиальной …………… 60\r\n\r\n\r\n \r\nРАЗДЕЛ 3 РАСЧЕТ СТОИМОСТИ УСТРОЙСТВА …………………. 61\r\nРАЗДЕЛ 4 ОХРАНА ТРУДА ………………………………………….. 64\r\n4.1 Требования к производственным помещениям ………………….. 65\r\n4.1.1 Окраска и коэффициенты отражения …………………………… 65\r\n4.1.2 Освещение ………………………………………………………… 66\r\n4.1.3 Параметры микроклимата ……………………………………….. 67\r\n4.1.4 Шум и вибрация ………………………………………………….. 69\r\n4.1.5 Электромагнитное и ионизирующее излучения ……………….. 70\r\n4.2 Эргономические требования к рабочему месту ………………….. 72\r\n4.3 Режим труда ………………………………………………………... 76\r\n4.4 Расчет освещенности ……………………………………………… 78\r\n4.5 Расчет уровня шума ………………………………………………. 80\r\nВЫВОДЫ ……………………………………………………………… 83\r\nПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК ………………………………………………... 84\r\nПРИЛОЖЕНИЯ……………………………………………………….. 86ВведениеВ настоящее время в системах управления и обработки данных все чаще применяются микроконтроллеры, решающие широкий спектр задач. Однокристальные микроконтроллеры (ОМК) являются наиболее массовым видом устройств современной микропроцессорной техники, годовой объем выпуска которых составляет более 2,5 млрд. штук. Интегрируя на одном кристалле высокопроизводительный процессор, память и набор периферийных схем, ОМК позволяют с минимальными затратами реализовать высокоэффективные системы и устройства управления различными объектами (процессами). В отличие от обычных микропроцессоров, для работы которых необходимы внешние интерфейсные схемы, в корпусе ОМК наряду с основными функ-циональными узлами размещены такие вспомогательные узлы, как тактовый генератор, таймер, контроллер прерываний, цифро-аналоговый и аналого-цифровой преобразователи, порты ввода-вывода.\r\nБлагодаря этим качествам ОМК находят широкое применение в систе-мах промышленной автоматики, контрольно-измерительных приборах и системах, аппаратуре связи, автомобильной электронике, медицинском оборудовании, бытовой технике и многих других областях.\r\nПрименение однокристальных микроконтроллеров позволяет перенести основные затраты, связанные с разработкой встраиваемых систем управления, из аппаратной в программную область. Это неминуемо влечет за собой увеличение сложности программного обеспечения (ПО) микроконтроллеров.\r\nОсобенностью разработки ПО для ОМК является использование языка низкого уровня - языка ассемблера. Это связано с тем, что при реализации встраиваемых систем критичными являются время реакции на внешние воздействия, время выполнения заданных процедур обработки данных, размер программного кода и области данных. \r\nМировая промышленность выпускает огромную номенклатуру микроконтроллеров. По области применения их можно разделить на два класса : специализированные, предназначенные для применения в какой-либо одной конкретной области (контроллер для телевизора, контроллер для модема, контроллер для компьютерной мышки ) и универсальные, которые не имеют конкретной специализации и могут применяться в самых различных областях микроэлектроники, с помощью которых можно создать как любое из перечисленных выше устройств, так и принципиально новое устройство. \r\nТема дипломной работы – «Разработка устройства автоматического регулирования света на микроконтроллере».\r\nОсновная цель дипломного проекта – на основании задания на проектирование разработать устройство автоматического регулирования света на микроконтроллере с учётом следующих требований:\r\n- простота схемы (минимальное количество компонентов);\r\n- функциональная насыщенность, многообразие регулируемых пара-метров;\r\n- устойчивость к броскам сетевого напряжения, долговечность;\r\n- отсутствие либо минимальный нагрев компонентов (пожаробезопас-ность);\r\n- низкое энергопотребление.\r\nАктуальностью данной работы является проектирование устройства автоматического регулирования света, которое отличается своей новизной и учитывает почти все недостатки ранее разработанных аналогичных уст-ройств.ЗаключениеВ процессе выполнения дипломной работы было разработано устройство автоматического регулирования света на микроконтроллере. Актуальностью данной темы являлось то, что в процессе проектирования ставилась задача спроектировать устройство, которое не имело бы аналогов и отличалось новизной, простотой и дешевизной.\r\nБыл разработан светильник, который устранил почти все недостатки ранее существовавших похожих устройств, чем в свою очередь улучшил показатели по санитарным, энергосберегающим и пожаробезопасным нормам.\r\nВ похожих конструкциях наблюдается жжужание дросселя и звон нитей ламп, достаточно высокий нагрев корпуса при максимальной яркости свечения осветительных ламп, большое потребление электроэнергии, отсутствие дополнительных функций.\r\n В процессе разработке было изучено множество отечественных и зарубежных источников, информация сети Интернет, технические характеристики и принцип действия устройств-аналогов. Единственным недостатком разработанного устройства является высокая цена (по отношению к аналогичным). Но цена рассматривалась при единичном исполнении, цены на комплектующие брались согласно цен интернет-магазинов при покупке одного комплекта, естественно, при оптовом приобретении материалов и комплектующих цена будет ниже.\r\n В процессе разработки был составлен алгоритм управления, программное обеспечение микроконтроллера, произведен расчет элементов электрической схемы, согласно справочных данных.\r\n В разделе «Охрана труда» был произведен расчет искусственного освещения помещения, в котором производятся работы на компьютере, рассчитан уровень шума, который образуется при использовании оргтехники.Литература1. \\\"Dimmable Fluorescent Ballast\\\" – User Guide, 10/07, Atmel Corporation, http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc7597.pdf \r\n2. А. Евсеев \\\"Стабилизированный регулятор мощности\\\" // Радио, 2002г., №4, стр.36.\r\n3. М. Марков \\\"АЦП с интерфейсом RS-232\\\" // Радио, 2005г., №2, стр.26; файл ADC675.zip.\r\n4. ГОСТ13109-97. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.\r\n5. G. Howell \\\"Five questions about resistors\\\" // EDN, 9/28/2006, http://www.edn.com/contents/images/6372835.pdf \r\n6. П. Хоровиц, У. Хилл \\\"Искусство схемотехники\\\" – Изд. 6-е, М.: Мир, 2003.\r\n7. J. Israelsohn \\\"Miller on edge: The role of Miller capacitance in nonlinear cir-cuits\\\" // EDN, 3/29/2007 http://www.edn.com/contents/images/6426883.pdf \r\n8. C. Hillman \\\"Common mistakes in electronic design\\\" // EDN, 12/14/2007 http://www.edn.com/contents/images/6512156.pdf \r\n9. А. Колпаков \\\"Особенности применения электролитических конденсато-ров\\\" // Схемотехника, 2000г., №2, стр.30.\r\n10. \\\"The Do\\\'s and Don\\\'ts of Using MOS-Gated Transistors\\\" – Application Note AN-936, International Rectifier, http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-936.pdf \r\n11.\\\"TVS/Zener Theory and Design Considerations\\\" – Handbook, Rev. 0, Jun−2005, On Semiconductor, http://www.onsemi.com/pub/Collateral/HBD854-D.PDF \r\n12. \\\"Characterization and Calibration of the ADC on an AVR\\\" – Application Note AVR120, 02/06, Atmel Corporation, http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2559.pdf \r\n13.\\\"The Eye’s Response to Light\\\" – Lutron Electronics, 8/97, http://www.lutron.com/product_technical/pdf/360-408.pdf \r\n14. Д. А. Гурский, Е. С. Турбина \\\"Вычисления в Mathcad 12\\\" – СПб.: Питер, 2006, http://www.piter.com/books/download/978546900639 \r\n15.\\\"Four Great Reasons to Dim\\\" – Lutron Electronics, http:// www.lutron.com/dim.htm \r\n16.\\\"Frequently asked questions about dimmers\\\" // http://www .lutron.com/product_technical/faq.asp \r\n17.\\\"LEDs move from indication to illumination\\\" // EDN, 8/2/2001 http://www.edn.com/contents/images/149134.pdf \r\n18. Л. Н. Кечиев, Е. Д. Пожидаев \\\"Защита электронных средств от воздействия статического электричества\\\" – М.: ИД \\\"Технологии\\\", 2005.\r\n19. Жидецкий В.Ц., Джигирей В.С., Мельников А.В. Основы охраны труда: Учебник – Львов, Афиша, 2008 – 351с.\r\n20. Денисенко Г.Ф. Охрана труда: Учебн.пособие – М., Высшая школа, 1989 – 319с.\r\n21. Самгин Э.Б. Освещение рабочих мест. – М.: МИРЭА, 1989. – 186с.\r\n22. Справочная книга для проектирования электрического освещения. / Под ред. Г.Б. Кнорринга. – Л.: Энергия, 1976.\r\n23. Борьба с шумом на производстве: Справочник / Е.Я. Юдин, Л.А. Борисов;\r\nПод общ. ред. Е.Я. Юдина – М.: Машиностроение, 1985. – 400с., ил.\r\n24. Зинченко В.П. Основы эргономики. – М.: МГУ, 1979. – 179с.\r\n25.Методичні вказівки до виконання дипломної роботи для учнів спеціальності «Оператор комп’ютерного набору; оператор комп’ютерної верстки»/ Упоряд.: Д.О. Дяченко, К.О. Ізмалкова, О.Г. Меркулова. – Сєверодонецьк: СВПУ, 2007. – 40 с.
|
|
