Введення
У багатьох навчальних закладах Росії до теперішнього часу дзвінки на урок і з уроку подаються вручну. Автоматична подача дзвінків дозволяє більш якісно вести навчальний процес.
Значення якісного навчального процесу в підготовці майбутніх фахівців важко переоцінити. Своєчасна подача дзвінків дисциплінує учнів, виключає людський фактор, звільняє чергового від напруги. Виходячи з цього, нами була обрана дана тема в якості курсової роботи.
Для досягнення даної мети нами був розроблений прилад на основі мікроконтролера AtMega8A - 16PU і мікросхеми годин реального часу DS1307. Прилад інтуїтивно простий в управлінні і не примхливий у використанні (зовнішній вигляд на мал.1.).
Розробка проекту тривала протягом чотирьох місяців. Протягом цього часу було освоєно програмування мікроконтролерів сімейства AVR на мові Сі і закріплені навички створення друкованих плат і монтажу електронних елементів.
Рис. 1. Зовнішній вигляд пристрою
Корпус пристрою придбаний в магазині «Чіп і Діп».
Марка корпусу для основної схеми G1022BF, для виконавчого елемента - G1017. Монтаж виконується на верхній і бічних частинах корпусу.
Опис пристрою
Основні технічні характеристики
Габарити блоку управління, не більше - 156х68х44мм;
Напруга живлення - від 9 до 12В;
Кількість варіантів добових програм (кількість дзвінків) - 16;
Тривалість дзвінка - 3 сек;
Календар до 2100 роки з компенсацією високосних років;
Принципова схема
Рис 2. Принципова схема пристрою
Список елементів
HG1Lcd дисплей Мелт 2YLGR110 кOмR2, R34,7 кОмR4330 ОмR5, R6470 ОмС1100 мкФС2, С30,1 мкФС447 нФС5, С6100 нФVD11N4004ZQ132 768 кГцТ1ВТ 139IC1DS1307IC2AtMega8A - 16PUIC3МОС3041VR1LM7805
Принцип роботи пристрою
При розробці нашого автомата було вирішено застосувати мікроконтролер AtMega8A - 16PU.
Застосування мікроконтролерів AtMega8A - 16PU призводить до різкого зменшення розмірів пристрою споживаної потужності і кількості використовуваних елементів. При розробці пристроїв на мікроконтролерах розробнику електронної схеми необхідно вибрати частоту тактового генератора для поставленого завдання і стежити за тим, щоб максимальне навантаження на порти введення виведення не перевищувала допустиму. Кристали AtMega8A - 16PU можуть працювати з чотирма типами вбудованих генераторів (1,2,4 і 8МГц). Якщо необхідно використовувати інший генератор (Не 1MГц), то в програмі необхідно передбачити завантаження регістра OSCCAL відповідним калібрувальним байтом. Кристали AVR можуть також тактіроваться і від зовнішніх джерел (1 - 16МГц). Виходячи з цих даних, для оптимальної роботи мікроконтролера, нами була обрана частота 1 МГц.
Так само для точної роботи годинника була використана мікросхема «Годин реального часу» DS1307 (опис дивіться у додатку). Обмін даними з мікроконтролером проводиться по шині I2C.
Інтерфейс I2CC - двопровідний послідовний інтерфейс, розроблений корпорацією Philips. У Початковому технічному вимозі до інтерфейсу максимальна швидкість передачі даних становила 100 Кбіт/с. Проте пізніше з'явилися стандартні більш швидкісні режими роботи шини I2C (400Кбіт/с і 1Мбіт/с). До однієї шині I2C можуть бути підключені пристрої з різними швидкостями доступу, якщо швидкість передачі даних буде задовольняти вимогам самого низької пристрою.
Протокол передачі даних по шині I2C розроблений таким чином, щоб гарантувати надійний якісний прийом/передачу даних. При передачі даних один пристрій є Провідним raquo ;, яке ініціює передачу даних і формує сигнали синхронізації. Інший пристрій Ведене raquo ;, яке може почати передачу даних тільки по команді ведучого шини. Модуль SSP мікроконтролерів Р1С16СХХХ повністю підтримує режим веденого I2C, за винятком підтримки адреси загального виклику (режим ведучого реалізується програмно) Модуль MSSP апаратно підтримує режим ведучого/веденого I2C, адреса загального виклику і швидкість обміну даними до 1Мбіт/с. Швидкість передачі даних 1Мбіт/с використовують деякі мікросхеми послідовної EEPROM пам'яті.
Кожен пристрій на шині I2C має унікальну адресу. Коли ведучий ініціює передачу даних, то спочатку передається адреса пристрою, до якого виконується звернення. Решта пристрою перевіряють переданий провідним адресу. До складу байта адреси пристрою входить біт напрямку передачі даних (виконується читання з веденого...
