2.4 Используемые инструменты.

Для выполнения данной работы использованы такие инструменты  и программное обеспечение как: 

• Windows7
• AVRStudio
• Adobe Reader 9.0
• WinDjView
• Mozilla Firefox
• Electronics Workbench Multisim
• sPlan 6.0
• ExpressPCB

2.5 Функциональная схема

 
 

Прибор может работать без персонального компьютера, так как основные функции выполняет микроконтроллер. Программой выполняются: анализ, счет и преобразования входных данных, накопление, а также осуществляется передача данных по запросу с персонального компьютера. 
 
 

Функциональная  схема 

    

 

 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.6 Алгоритм обработки информации микроконтроллером

 

 

 
 
 

 

 
 
 
 

 
 

 
 
 
 

 

 
 
 

 
 

 
 

 
 
 

 

 

3. Экспериментальные результаты

3.1 Выбор типа микроконтроллера

 

Исходя из структурной  схемы, рассмотрим необходимые технические  характеристики микроконтроллера:

• Встроенной программируемой памяти Flash (2Кбайт);
• Встроенной программируемой энергозависимой памяти данных EEPROM (128байт);
• Внутреннего ОЗУ SRAM (128байт);
• Один 8-разрядный таймер/счетчик с программируемым предделителем и режимом совпадения;
• Один 16-разрядный таймер/счетчик с программируемым предделителем и режимом совпадения и режимом захвата;
• Встроенный аналоговый компаратор;
• Программируемый сторожевой таймер и встроенный тактовый генератор;
• USART;
• Напряжение питания 2,7-5,5В.

 

Выбор микроконтроллера осуществлялся из семейства AVR, производимого фирмой Atmel. Эти микроконтроллеры позволяют решать множество задач . Они отличаются от других распространенных в настоящее время микроконтроллеров большей скоростью работы, большей универсальностью. Быстродействие данных микроконтроллеров позволяет в ряде случаев применять их в устройствах, для реализации которых ранее можно было применять только 16-разрядные микроконтроллеры, что позволяет ощутимо удешевить готовую систему. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3.2.Выбор среды программирования микроконтроллера.

Для микроконтроллеров семейства AVR существует множество компиляторов. Исходя из специфики задачи и сжатых сроков выполнения проекта, для реализации программы обработки сигналов, для микроконтроллера был выбран мощный язык программирования С (СИ). 
Из существующих СИ компиляторов, был выбран AVR Studio 4.

AVR Studio — интегрированная среда разработки (IDE) для разработки 8-битных AVR приложений от компании Atmel, работающая в операционных системах Windows NT/2000/XP/Vista/7. AVR Studio содержит ассемблер и симулятор, позволяющий отследить выполнение программы. Текущая версия поддерживает все выпускаемые на сегодняшний день контроллеры AVR и средства разработки. AVR Studio содержит в себе менеджер проектов, редактор исходного кода, инструменты виртуальной симуляции и внутрисхемной отладки, позволяет писать программы на ассемблере или на C/C++. В силу перечисленных достоинств AVR Studio может считаться удобной средой разработки приложений для микроконтроллеров AVR. 

4. Заключение

 
 

Для реализации технического средства на данном этапе  проделаны следующие виды работ:

• Изучены микросхемы и микроэлементы, входящие в техническое устройство;
• Изучено программное обеспечение AVRStudio;
• Совершенствование языков программирования ассемблер и С;
• Разработка алгоритма программного обеспечения для технического устройства;

            В этот комплекс входят:

• Программы, ответственные за соединение оборудования с компьютером.
• Прикладная программа — обеспечивают работу с уже поступившими данными.

 

• Программирование  на микроконтроллере серии ATtiny2313;
• Изучены общие принципы работы микроконтроллеров;
• Прочтение научной литературы и различных статей.

 

Далее планирую реализовать сборку самого технического устройства. Провести отладку всех модулей и связать с программой. Довести до рабочего состояния для  представления демонстрации комиссии. 
 
 
 
 
 
 
 
 

5. Список используемой литературы

 

1. «Самоучитель по микропроцессорной технике». Белов А. В.2003 

2. «Программирование  на языке С для AVR и PIC микроконтроллеров».

    Сост. Ю.А. Шпак – К:  «МК-Пресс», 2006   -  400стр. 

3. «Микроконтроллеры   AVR  в радиолюбительской технике». Белов А. В. - СПб.: Наука и Техника, 2007  -  352стр. 

4. Интернет-ресурс: [Электрон.ресурс].- http://robozone.su/, http://infrared.h1.ru/, http://fi-com.ru/mcu/rc5 . 

5. «Применение микроконтроллеров AVR: схемы, алгоритмы, программы». – М.:    Издательский дом «Додэка - XXI», 2004  -  288стр. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Приложение 1. Текст программы

 

#include <avr/io.h>  

#include <util/delay.h>

#include <stdio.h>

#include <avr/interrupt.h>  

/*===========================Инициализация  USART и его настройка==================*/ 
 
 

#define Fosc 8000000L

#define Baud 9600L

#define Ubrr (Fosc/(16*Baud)-1) 

/* UART Buffer Defines */

#define USART_RX_BUFFER_SIZE 32     /* 2,4,8,16,32,64,128 or 256 bytes */

#define USART_TX_BUFFER_SIZE 32     /* 2,4,8,16,32,64,128 or 256 bytes */

#define USART_RX_BUFFER_MASK ( USART_RX_BUFFER_SIZE - 1 )

#define USART_TX_BUFFER_MASK ( USART_TX_BUFFER_SIZE - 1 )

#if ( USART_RX_BUFFER_SIZE & USART_RX_BUFFER_MASK )

      #error RX buffer size is not a power of 2

#endif

#if ( USART_TX_BUFFER_SIZE & USART_TX_BUFFER_MASK )

      #error TX buffer size is not a power of 2

#endif 

/* Static Variables */

static unsigned char USART_RxBuf[USART_RX_BUFFER_SIZE];

static volatile unsigned char USART_RxHead;

static volatile unsigned char USART_RxTail;

static unsigned char USART_TxBuf[USART_TX_BUFFER_SIZE];

static volatile unsigned char USART_TxHead;

static volatile unsigned char USART_TxTail; 

/* Prototypes */

void USART_Init( unsigned int baudrate );

unsigned char USART_Receive( void );

void USART_Transmit( unsigned char data ); 
 

void USART_Init( unsigned int baud )

{

  unsigned char x=0;

/* Set baud rate */

UBRRH = (unsigned char)(baud>>8);

UBRRL = (unsigned char)baud;

/* Enable receiver and transmitter */

UCSRB = (1<<RXEN)|(1<<TXEN);

/* Set frame format: 8data, 2stop bit */

UCSRC = (1<<USBS)|(3<<UCSZ0); 

      /* Flush receive buffer */

      USART_RxTail = x;

      USART_RxHead = x;

      USART_TxTail = x;

      USART_TxHead = x;

}

/* Initialize USART */

/*void USART0_Init( unsigned int baudrate )

{

      unsigned char x=0

*/ 
 

      /* Enable UART receiver and transmitter */

/* UCSRB = ( ( 1 << RXCIE ) | ( 1 << RXEN ) | ( 1 << TXEN ) );*/  

      /* Set frame format: 8 data 2stop */

      //UCSRC = (1<<USBS)|(1<<UCSZ1)|(1<<UCSZ0);    //For devices with Extended IO

/* UCSRC = (1<<URSEL)|(1<<USBS)|(1<<UCSZ1)|(1<<UCSZ0);//For devices without Extended IO

      */

      /* Flush receive buffer */

/* USART0_RxTail = x;

      USART0_RxHead = x;

      USART0_TxTail = x;

      USART0_TxHead = x;

}*/ 

/* Interrupt handlers */

ISR (SIG_UART_RECV)

{

      unsigned char data;

      unsigned char tmphead; 

      /* Read the received data */

      data = UDR;                

      /* Calculate buffer index */

      tmphead = ( USART_RxHead + 1 ) & USART_RX_BUFFER_MASK;

      USART_RxHead = tmphead;      /* Store new index */ 

      if ( tmphead == USART_RxTail )

      {

            /* ERROR! Receive buffer overflow */

      } 

       

      USART_RxBuf[tmphead] = data; /* Store received data in buffer */

} 
 

ISR (USART_UDRE_vect)

{

      unsigned char tmptail,un_volatile=USART_TxHead; 

      /* Check if all data is transmitted */

      if ( un_volatile != USART_TxTail )

      {

            /* Calculate buffer index */

            tmptail = ( USART_TxTail + 1 ) & USART_TX_BUFFER_MASK;

            USART_TxTail = tmptail;      /* Store new index */ 

            UDR = USART_TxBuf[tmptail];  /* Start transmition */

      }

      else

      {

            UCSRB &= ~(1<<UDRIE);         /* Disable UDRE interrupt */

      }

} 

/* Read and write functions */

unsigned char USART_Receive( void )

{

      unsigned char tmptail, un_volatile = USART_RxTail; 

      while ( un_volatile == USART_RxHead )  /* Wait for incomming data */

          ; 

      tmptail = ( USART_RxTail + 1 ) & USART_RX_BUFFER_MASK;/* Calculate buffer index */ 

      USART_RxTail = tmptail;                /* Store new index */ 

      return USART_RxBuf[tmptail];           /* Return data */

}

void USART_Transmit( unsigned char data )

{

      unsigned char tmphead;

      /* Calculate buffer index */

      tmphead = ( USART_TxHead + 1 ) & USART_TX_BUFFER_MASK;

        /* Wait for free space in buffer */

      while ( tmphead == USART_TxTail ); 

      USART_TxBuf[tmphead] = data;           /* Store data in buffer */

      USART_TxHead = tmphead;                /* Store new index */ 

      UCSRB |= (1<<UDRIE);                    /* Enable UDRE interrupt */

} 

unsigned char DataInReceiveBuffer0( void )

{

        unsigned char un_volatile = USART_RxHead;

      return ( un_volatile != USART_RxTail ); /* Return 0 (FALSE) if the receive buffer is empty */