Системний реєстратор подій та станів підсистем на основі avr мікроконтролера



Скачати 56.38 Kb.
Дата конвертації26.10.2017
Розмір56.38 Kb.

СИСТЕМНИЙ РЕЄСТРАТОР ПОДІЙ ТА СТАНІВ ПІДСИСТЕМ НА ОСНОВІ AVR МІКРОКОНТРОЛЕРА

Іванік В.А.

Науковий керівник – к.т.н, доцент Чешун В.М.

Хмельницький національний університет


В сучасні дні надзвичайно важко знайти сферу життя, в яку не проникли б у тому чи іншому вигляді різноманітні пристрої цифрової електроніки. Їх можна зустріти на кожному кроці. Вранці нас піднімає з ліжка електронний будильник, а ручний електронний годинник повідомляє нам про початок нового дня тижня і навіть здатний зіграти кілька мелодій, які нас збадьорюють. В установі, де ви працюєте чи навчаєтесь, напевне несе або буде нести важку службу персональна ЕОМ, яка ніколи не втомлюється, нічого не забуває, зберігає у своїй пам’яті великий обсяг інформації і здатна виводити потрібні відомості користувачу на першу вимогу.

Цифрова електроніка вже не вузькоспеціалізована сфера електроніки: цифрові схеми, які спочатку застосовувалися тільки в обчислювальних пристроях, тепер широко використовуються майже у всіх більш-менш складних електронних приладах. Такі схеми можна зустріти в автомобілях, апаратурі зв’язку, іграшках, звуковідтворювальних системах, комп’ютерах і калькуляторах. Їх можна також знайти в телевізійних приймачах, побутовій апаратурі і у вимірювальних приладах.

Цифрова електроніка вводить нас у світ мікрокалькуляторів, ЕОМ, інтегральних схем і двійкових чисел 0 і 1. Це сфера електроніки, яка бурхливо розвивається, тому що кількість корисних застосувань цифрових електронних схем зростає дуже швидко.

Бурхливий розвиток мікроелектроніки призвів до швидкого розширення сфери застосування цифрових схем.

Одна маленька інтегральна схема може виконувати функції тисяч, мільйонів транзисторів, діодів і резисторів. Робота промислового устаткування контролюється цифровими електронними схемами. В автомобілях для забезпечення роботи двигуна застосовуються мікроконтролери, а бортові комп’ютери діагностують параметри окремих вузлів. Технічні спеціалісти широко використовують цифрові вольтметри і частотоміри, спектроаналізатори. Апаратура цифрових телефонних станцій дає нам якісний доступ до всесвітньої мережі Internet.

Основу всіх розглянутих пристроїв складають цифрові схеми логічних кіл, регістрів, лічильників, таймерів, комутаторів, дешифраторів, суматорів, перетворювачів і т. п. Розуміння фізичних принципів роботи цих схем і методів конструювання складних систем на їх основі є першою необхідною умовою для того, щоб електронний будильник завжди подавав сигнал в призначений час, автомат без причини не відмовлявся виконувати свої функції, а ЕОМ не знаходилася постійно в непрацюючому стані.

Цифровій електроніці належить важлива роль у справі забезпечення високої надійності створюваних автоматичних і автоматизованих систем, які керують об’єктами, процесами і виробничими системами.

Напевне, вершиною розвитку цифрової електроніки можна вважати мікроконтролери, які не лише стрімко розвиваються, а набувають все більше і більше можливостей, втручаючись в самі різні галузі від звичайних іграшок до військової і космічної техніки. Вони настільки широко розповсюдилися у всіх областях народного господарства, що важко представити, як обійдуться без них всі процеси автоматизації і управління. Вживання мікроконтролерів, реалізуючих на одній інтегральній схемі функції введення-виведення, перетворення сигналів, зберігання і обробки даних, дозволяє досягати максимальної простоти і дешевизни систем управління. Одним з можливих варіантів вживань мікроконтролерів можна рахувати використовування їх для систем ідентифікації.

Даний проект присвячений розробці системного реєстратора подій та станів підсистем на основі AVR мікроконтролера, що є частиною системи комплексного захисту приміщень. Призначення системного реєстратора подій та станів підсистем на основі AVR мікроконтролера - накопичення даних про результати роботи інших вузлів системи комплексного захисту приміщень з метою подальшої передачі їх на ЕОМ. Розмір одного запису – 10 байт. Обсяг накопичуваної інформації більше 34 Мбайт.

Максимальна кількість збережуваних стандартних пакетів (10 байт), що дозволяє зберегти накопичувач у вбудованих банках пам‘яті: 3 460 300.

До системи комплексного захисту приміщень системний реєстратор подій та станів підсистем на основі AVR мікроконтролера підключається з допомогою двопровідної послідовної шини І2С.

До комп’ютера системний реєстратор подій та станів підсистем на основі AVR мікроконтролера підключається через USB-порт.

Схема електрична структурна системного реєстратора подій та станів підсистем на основі AVR мікроконтролера представлена на рисунку 1.

Рисунок 1 - Схема електрична структурна реєстратора подій


Як видно з запропонованої схеми електричної структурної, системний реєстратор подій та станів підсистем на основі AVR мікроконтролера складається з таких елементів:

  • MCC – мікроконтролер;

  • USB/Serial - інтерфейсна схема для узгодження інтерфейсів RS-232 і USB;

  • RAM - оперативний запам’ятовуючий пристрій;

  • FRAM1-FRAM4 - FLASH-модулі оперативного запам‘ятовуючого пристрою;

  • ROM - постійний запам’ятовуючий пристрій;

  • LCD - індикатор цифрових і текстових повідомлень;

  • RTC - таймер-годинник з автономним живленням;

  • Fgen - генератор опорної частоти;

  • USB - послідовна шина USB для підключення до ЕОМ;

  • I2C - послідовна шина І2С для підключення в систему.

Вони мають наступне призначення

Мікроконтролер керує роботою всіх вузлів системного реєстратора подій та станів підсистем на основі AVR мікроконтролера.

Інтерфейсна схема USB/Serial надає можливість системному реєстратору подій та станів підсистем на основі AVR мікроконтролера реалізовувати взаємодію з ЕОМ через USB-порт шляхом узгодження інтерфейсів RS-232 мікроконтролера і USB ЕОМ.

Постійний запам’ятовуючий пристрій ROM містить коди ідентифікації, що дозволяють при підключенні системного реєстратора подій та станів підсистем на основі AVR мікроконтролера до ЕОМ ідентифікувати пристрій і обрати комп’ютеру драйвер для обслуговування процедур обміну даними зсистемним реєстратором через USB-порт.

Оперативний запам’ятовуючий пристрій RAM складається з чотирьох FLASH-модулів оперативного запам‘ятовуючого пристрою FRAM1-FRAM4, в яких відбувається накопичення даних при роботі системного реєстратора подій та станів підсистем на основі AVR мікроконтролера. Модулі оперативного запам‘ятовуючого пристрою FRAM1-FRAM4 обрані виконаними за технологією FLASH щоб забезпечити збереження накопичених даних навіть при зникненні напруги живлення.

Індикатор цифрових і текстових повідомлень LCD призначений для супроводу роботи системного реєстратора подій та станів підсистем на основі AVR мікроконтролера шляхом виведення необхідних людині повідомлень на свій екран (модуль дозволяє виводити повідомлення в 2-х рядках по 16 символів).

Таймер-годинник з автономним живленням RTC забезпечує відлік часу з високою точністю, а за рахунок наявності автономного живлення не збивається навіть при відключенні основної напруги живлення.

Генератор опорної частоти Fgen забезпечує генерацію частоти високої точності, що є необхідною в роботі таймер-годинника RTC, а за рахунок наявності автономного живлення не збивається навіть при відключенні основної напруги живлення.

Послідовна шина USB використовується для підключення системного реєстратора подій та станів підсистем на основі AVR мікроконтролера до ЕОМ

Послідовна шина I2C використовується для підключення системного реєстратора подій та станів підсистем на основі AVR мікроконтролера до інших блоків системи комплексного захисту приміщень.


Література

  1. ICY BOX IB-NAS3221 - 2-дисковий мережний RAID-накопичувач для дому та офісу // http://www.easycom.com.ua
  2. Система регистрации данных на Atmega32 с записью на SD карту памяти // http://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=105924


  3. Тенденції та напрями розвитку систем довгострокового зберігання інформації // http://referatu.net.ua/newreferats/7375/182153

  4. Хорст Витман, Юрген Гример. Хранение данных на перепутье. // http:// www.osp.ru/text/print/302/4269943.html

  5. Напрямок розвитку засобів зберігання інформації // http://ua-referat.com/

  6. А. Жаров - "Залізо IBM 2000, або все про сучасний комп'ютер: вибір, модернізація, нові можливості": Москва - "МікроАрт", 352 с.


Поділіться з Вашими друзьями:


База даних захищена авторським правом ©wishenko.org 2017
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка