ЗМІСТ
Вступ
1. Аналіз теми та інженерна інтерпретація
2. Розробка апаратних засобів:
2.1. Розробка структурної схеми пристрою
2.2. Вибір елементної бази.
2.3. Розробка принципової схеми пристрою
3. Розробка програмного забезпечення:
3.1. Алгоритм роботи пристрою
3.2. Програма
Висновки
Література
Додатки
Вступ
Для сучасного етапу розвитку техніки все більш характерне інтенсивне і глибоке проникнення її в різні галузі мікропроцесорів, які радикально перетворюють властивості багатьох пристроїв і відкривають можливості їх застосування. За широтою та ефективністю використання мікропроцесорів одне з перших місць посідає інформаційно-вимірювальна техніка.
Мікропроцесор – це напівпровідниковий прилад, який складається з однієї або кількох програмно-керуючих великих інтегральних схем і виконує функції автоматичної обробки інформації. Сучасні мікропроцесорні вимірювальні прилади можуть бути подані як засоби вимірювання, що здійснюють двосторонню взаємодію: з оператором і системою збирання інформації, і односторонньою: з об’єктом вимірювання і навколишнім середовищем. Застосування у вимірювальних приладах мікропроцесорів, що мають можливість програмної обробки інформації, вводить у прилад деякий „інтелект” і дозволяє не тільки поліпшити параметри приладу, але й надати йому абсолютно нових якостей.
Мікропроцесорне управління в вимірювальних приладах дозволяє здійснити:
4 Розширення вимірювальних можливостей. Застосування мікропроцесорів /МП/ дозволяє істотно розширити можливості переліку параметрів сигналів і характеристик пристроїв. Це пов’язано, перш за все, з використанням, здавалося б, застарілих видів вимірювань: непрямих та сукупних. Через необхідність застосування кількох приладів, зняття деяких відліків і наступних обчислень непрямі вимірювання сприймаються багатьма експериментаторами як примітивні, несучасні. Корінним чином змінюється положення при включенні до складу приладу мікропроцесорів. За командою, одержаною з клавіатури, автоматично відповідно до заданої програми визначаються режими вимірювань, запам’ятовуються результати прямих вимірювань, виконуються необхідні обчислення і видається значення вимірюваної фізичної величини на дисплей.
4 Поліпшення метрологічних характеристик. Наявність у приладі МП дозволяє скоригувати, виключити систематичні похибки і зменшити вплив випадкової складової похибки. Інваріантність, реалізована за допомогою мікропроцесорів, дозволяє додатковими вимірюваннями і операціями над ними виробити таку корекцію результату вимірювання, яка дозволить у відомих межах зробити результат вимірювання нечутливим до зовнішніх умов, змін внутрішніх параметрів приладу і інформативних параметрів вимірюваного сигналу.
4 Сервіс. У процесі взаємодії приладу з оператором останньому надається значний сервіс у розумінні як надання результатів у зручній формі, так і спрощення керування приладом. Легко реалізується нормалізація результату, збільшення інформативності зображення результату вимірювання шляхом зміни кольору, мигтіння, звукової сигналізації тощо.
4 Організація вимірювальних систем. Прилад, що містить МП, як правило, оснащений чи доповнений різними інтерфейсами, що дозволяють вмикати його до мікро-ЕОМ. Це дає можливість об’єднувати певну сукупність приладів у єдину вимірювальну систему.
Однак, розглядаючи питання побудови цифрового пристрою, досить важливим є питання щодо вибору відповідної елементної бази. При виборі мікропроцесора слід уважно проаналізувати його швидкодію, з’ясувати чи достатня вона для вирішення поставленого завдання. Крім того слід пам’ятати, що достатня кількість різноманітних мікропроцесорних засобів хоча і надає великі можливості, але без сумніву ускладнює процедуру вибору базового мікропроцесора для засобу вимірювання, що проектується.
Усі ці аспекти і будуть докладно розглянуті в даному курсовому проекті.
1. АНАЛІЗ ТЕМИ ТА ІНЖЕНЕРНА ІНТЕРПРИТАЦІЯ
Температура є фізичною величиною, яка характеризується внутрішньою енергією кіл і безпосередньому вимірюванню не піддається. Тому всі методи вимірювання температури основані на перетворенні її в іншу фізичну величину, яка піддається безпосередньому вимірюванню.
В сучасному промисловому виробництві, наукових дослідах, при дослідженні матеріалів і зразків вимірювання температури є найбільш розповсюдженими. Широкий діапазон вимірювальних температур, різноманітність умов використання засобів вимірювання і вимог до них визначають, з одного боку, різноманітність засобів вимірювання температури, а з другої сторони, необхідність розробки нових типів первинних перетворювачів.
Різноманітні засоби вимірювання температури можна поділити за типом первинних вимірювальних перетворювачів.
В діапазоні низьких і середніх температур використовуються в основному контактні методи вимірювання, причому найбільш широко на практиці використовуються первинні перетворювачі в виді термометрів опору і термопар. При цьому необхідно враховувати, що в більшості випадків температуру необхідно вимірювати в багатьох точках об’єкта і дистанційно, тобто первинні перетворювачі можуть бути віддалені від вторинного вимірювального приладу на великі відстані.
У загальному разі прилади для вимірювання температури конструктивно складається з двох самостійних вузлів: датчика і вторинного вимірювального приладу, які можуть розміщуватись на значній відстані один від одного і з’єднуватись лініями зв’язку. Датчиком приладу називається конструктивна сукупність одного або кількох вимірювальних перетворювачів, розміщених безпосередньо біля об’єкта вимірювання, які використовуються для перетворення неелектричної величини в електричну. Основний принцип дії темп. датчика та аналіз сучасного стану їх розвитку буде подано в пункті 2.
Розглянемо та проаналізуємо технічне завдання курсового проекту. За умовою необхідно розробити простий однофункціональний термометр, який би мав:
§ діапазон вимірюваних температур приблизно -400 - +1200С;
§ точність вимірювань 0,5°С;
Згідно поставленої задачі вже на первинному етапі розробки цифрового пристрою за основу було обрано однопровідну мережу MicroLAN компанії Dallas Semiconductor. Датчики цієї фірми широко представлені на сучасному ринку. Вони є малими за розміром, а також досить дешевими (приблизно 2$). Саме ці датчики дозволять сконструювати доволі простий у реалізації та надійний термометр із необхідною точністю та діапазоном вимірюваних температур. Вибір конкретної моделі буде представлено при аналізі сучасної елементної бази (пункт 2.2).
Оскільки особливих вимог до області використання термометра в технічному завданні пред’явлено не було, то в роботі буде представлена розробка побутового, «домашнього» цифрового термометра. Сучасна елементна база дозволяє наділити термометр додатковими функціями: це може бути і термометр-годинник, і термостат і т.д. Однак замість того всі зусилля були спрямовані на якість та зручність пристрою. Було дотримано високої точності, показання термометра виявились досить стабільними (навіть в сотих долях немає стрибків), температура змінюється досить плавно. Однією із зручностей розробленого пристрою є і світлодіодна індикація, яка забезпечує кращу видимість в порівнянні з РК-індикаторами, навіть в поєднанні з підсвічуванням. Крім того термометр має автономне живлення. Для того, щоб збільшити строк дії цього джерела, термометр вмикається кнопкою, а через п’ять секунд автоматично відключається. Живлення від мережі також можливе, для цього термометр оснащений спеціальним розйомом. При живленні від мережі пристрій ввімкнений постійно.
Завантажити реферат