Разработка микропроцессорной системы на базе микроконтроллера для пожарной сигнализации (стр. 1 из 4)
РЕФЕРАТ
Цель работы: разработка микропроцессорной системы на базе микроконтороллера, пожарной сигнализации на 11 пожарных датчиков. При срабатывании одного из датчиков пожарной сигнализации по радиоканалу поступает кодированный сигнал, чем обеспечивает включение сигнала и указывает номер сработавшего датчика.
Содержание работы: в работе выполнено построение структурной схемы, построение функциональной схемы, сформирован алгоритм работы системы, выбор элементной базы, оптимальной для реализации поставленных задач по диапазону характеристик, разработана программа, разработана принципиальная схема устройства.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Описание объекта и функциональная спецификация
2. Описание ресурсов МК
2.1 Расположение выводов
2.2 Исполнение микроконтроллера
2.3 Особенности микроконтроллеров серии PIC16F Х
2.4 Периферийные особенности, специальные особенности,технология
2.5 Эксплуатационные характеристики
3. Разработка алгоритмов устройства
4. Ассемблирование
5. Описание функциональных узлов МПС и алгоритма их взаимодействия
6. Описание выбора элементной базы и работы принципиальной схемы
Заключение
Список литературы
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
Приложение Д
ВВЕДЕНИЕ
В последнее время в нашей стране, да и, пожалуй, во всём мире стала наиболее актуальна проблема безопасности объекта. Системы электронных пожарных сигнализаций являются одним из главных препятствий на пути пожара.
Современные интегрированные системы безопасности.
В связи с широким использованием современных электронных компонентов и цифровых методов обработки информации происходит существенная "интеллектуализация" технических средств. Эти средства перестают быть просто вспомогательными и приобретают новые свойства. Современные технические средства охраны могут быть использованы в виде полностью интегрированной системы или системы, состоящей из функционально независимых компонентов.
Тенденции развития электронной техники и электротехники на базе микроминиатюризации требуют применения широкой номенклатуры маломощных и малогабаритных устройств и изделий (преобразователей трансформаторов, усилителей, фильтров, стабилизаторов, выпрямителей и так далее), выполненных на новой конструктивной основе ЭРЭ. Достижения науки и техники на современном этапе развития в области электронной техники позволяют значительно уменьшить массогабаритные характеристики рассматриваемых электронных устройств. В настоящее время конструирование РЭА, РЭУ и ЭРЭ характеризуется резким увеличением применения БИС, что также даёт возможность уменьшить объёмы устройств и одновременно улучшить их качественные характеристики, показатели надёжности и долговечности.
Пожарные системы большой ёмкости обычно применяются для обеспечения безопасности крупных предприятий, банков, гостиниц и характеризуется тем, что обслуживают от нескольких сотен до нескольких тысяч датчиков (извещателей). При этом контролировать нужно не только датчики но и различного вида устройства управляющие работой системы.
Микроконтроллеры серии РІС идеально подходят для организации и развития малого и среднего бизнеса в области производства электронной аппаратуры. При минимальных затратах рабочего времени и денежных средств можно легко наладить производство мини-АТС, телефонных блокираторов, "интеллектуальных" датчиков сигнализации, систем контроля доступа, автомобильной электроники и т п. Причем в таких изделиях от 30 до 90 процентов функциональной нагрузки несет на себе программное обеспечение, которое может быть легко модифицировано и приспособлено к нуждам потребителя.
Немаловажное значение имеет возможность защиты кода программы от несанкционированного копирования или изменения. Наличие этой опции эффективно защищает права разработчика и производителя, и особенно важно в Украине, где эти права систематически нарушаются. Для радиолюбителей микроконтроллеры РІС также интересны доступностью цены и простотой в освоении и применении, а также тем, что открывают для них новые, ранее невиданные области творчества. Радиолюбитель освобождается от непроизводительного труда, направленного на подбор и поиск подходящих компонентов, разработку сложной схемотехники реализованной на микросхемах жесткой логики. Значительно упрощается сама конструкция устройства и повышается надежность.
В данном курсовом проекте реализована микропроцессорная система на базе микроконтроллера для управления пожарной сигнализацией. Проект основывается на микроконтроллере PIC16F84А.
1. Описание объекта и функциональная спецификация
Предлагаемое устройство - модулятор и демодулятор на двух микроконтроллерах может работать совместно с передатчиком и приемником с частотной или амплитудной модуляцией. Устройство контролирует ежесекундную додачу импульсов с датчиков пожарной сигнализации. Производится контроль состояния 11 датчиков. При пропадании контрольных импульсов из-за значительного удаления от объекта или выключения передатчика включается звуковой сигнал. После включения тревожного сигнала можно определить, по какому из параметров или датчиков включилась сигнализация.
Функциональная спецификация
Так как устройство содержит две законченные конструкции, разберем каждую конструкции отдельно:
Модулятор
1. Входы
а. 11 пожарных датчиков на размыкание
b. кнопка запуска (включение питания)
2. Выходы
а. к модулятору передатчика
b. включение несущей
3. Функции
а. сбор информации от пожарных датчиков (извещателей)
b. включение несущей передатчика
с. передача сигналов на модулятор передатчика
d. обработка временных характеристик работы устройства и передача в частотном виде
Демодулятор
1. Вход
а. с компаратора приемника
b. кнопка запуска (включение питания)
2. Выходы
а. звуковой излучатель
b. семисегментный индикатор
3. Функции
а. прием управляющих сигналов с компаратора приемника
b. обработка полученной информации
c. подача звукового сигнала «Тревога» на звуковой излучатель
d. вывод информации на семисегментный индикатор, указывающий на объект срабатывания сигнализации и работоспособности устройства
2. Описание ресурсов МК
2.1 Расположение выводов
Расположение выводов микроконтроллера РIС16F84Aизображено на рис. 1.
Рис. 1 -Расположение выводов микроконтроллера РIС16F84A
2.2 Исполнение микроконтроллера
Микроконтроллер выпускается в двух видах корпусов.
Расположение выводов и конструктивные размеры различных корпусов приведены на Рис. 2 и Рис.3.
Рис. 2 - Конструктивные размеры микроконтроллера РIС16F84A(исполнение 1)
Рис. 3 - Конструктивные размеры микроконтроллера РIС16F84A(исполнение 2)
2.3 Особенности микроконтроллеров серии PIC16F
Особенности CPU Высокой Производительности RISC:
• Только 35 единых команд операции над словами для узнавания
• Весь единый цикл инструкций за исключением программы ветви, которые являются два-циклом
• Действие скорости: DC - 20 отмечающего время входа Mгц DC - 200 цикла инструкции ns
• 1024 слова памяти программы
• 68 байтов Оперативной ПАМЯТИ Данных
• 64 байта Данных EEPROM
• 14-разрядные широкие команды
• 8-разрядные широкие байты данных
• 15 Специальных Аппаратных записей Функции
• Восьми-горизонтальный глубокий аппаратный стек
• Направьте, косвенные и относительные способы адресации
• Четыре источника прерывания:
- Внешняя иголка RB0/INT
- Избыток таймера TMR0
- PORTB<7:4> включенное изменение прерывания
- Запись данных EEPROM завершить
2.4 Периферийные особенности, специальные особенности,технология
Периферийные Особенности
• 13 входов I/O с индивидуальным контролем направления
• Высокая текущая сточный выход/источник для прямого выхода
- 25 max сточного выхода mA. за направление
- 25 max источника mA. за направление
• TMR0: 8-разрядный таймер/счетчик с 8-куском программируемый prescaler
Специальные Особенности Microcontroller:
• 10,000 стереть/написать Увеличенную ВСПЫШКУ циклов
Типичная память программы
• 10,000,000 типично стереть/написать циклы EEPROM
Типичная память данных
• Сдерживание Данных EEPROM > 40 лет
• Включенная длина окружности Серийный Programming™ (ICSP™) – через два входа
• Энергетический Включенный Reset (POR), Энергетический Верхний Таймер (PWRT)
Таймер Старта Осциллятора (OST)
• Таймер (WDT) watchdog с собственным включенным Осколком RC
Осциллятор для надежного действия
• Защита кода
• Мощность, сохранение метода СНА
• Выбираемые варианты осциллятора
CMOS Увеличенный FLASH/EEPROM
Технология:
• Низкая мощность, технология большой скорости
• Полностью неподвижный проект
• Повсюду ряд операционного напряжения:
- Коммерчески: 2.0V 5.5V
- Индустриально: 2.0V 5.5V
• Низкое энергетическое потребление:
- < 2 mA типично @ 5V, 4 мгц
- 15 ???типично @ 2V, 32 kHz
- < 0.5 типичных текущих резервирования ?????2V
2.5 Эксплуатационные характеристики
Температура окружающей среды под bias-55°C +125°C
Температура хранения -65°C +150°C
Напряжение на любой входе относительно VSS (кроме того VDD, MCLR, и RA4) -0.3V (VDD + 0.3V)
Напряжение на VDD относительно VSS -0.3 +7.5V
Напряжение на MCLR относительно VSS(1). -0.3 +14V
Напряжение на RA4 относительно VSS -0.3 к +8.5V
Полное энергетическое потребление(2).800 mW
Максимальный ток вне входа. 150 mA
Максимальный ток на входе VDD100 mA
Входной текущий зажим, IIK (VI < 0 или VI > VDD)?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ??20 mA