Министерствообразования РФ
Уральскийгосударственный технический университет
Кафедра РЭИСПояснительная записка
к курсовойработеавтомобильнаясигнализация
По предмету«Цифровые устройства и микропроцессоры»
Екатеринбург 2005
Задание на проектирование
В данной курсовой работепредлагается разработать авто сигнализацию на микроконтроллере КР1816ВЕ51.Основные требования к системе:
Системадолжна обрабатывать показания следующих датчиков: капота, багажника, дверей идвух уровневого датчика удара (сильного и слабого ударов), так же системадолжна выполнять блокировку зажигания при включении на охрану и содержатьустройство сигнализации (сирену). Авто сигнализация должна работать в двухрежимах. Первый режим – полная постановка на охрану с опросом всех датчиков,при втором режиме датчики удара и багажника игнорируются, т. е. можно безпроблем открыть багажник, не включив сигнализацию, потом по желанию вернуться впервый режим.
Кроме выше указанныхобязательных функций системы разработчику предлагается усложнить систему посвоему усмотрению. Функции, предложенные разработчиком, указаны ниже.
ОглавлениеЗаданиена проектированиеВведениеФункциии принцип работы устройстваРазработкасхемы устройстваОписаниеприкладной программыЗаключениеБиблиографическийсписокПриложение1. Схема электрическая принципиальнаяПриложение2. Блок-схема основной программыПриложение3. Блок-схемы подпрограммПриложение4. Программа устройства на языке AssemblerПриложение5. Листинг программы отлаженной в ProView 32
Введение
Некоторое время назад вмикропроцессорной технике выделился самостоятельный класс интегральных схем –микроконтроллеры, которые предназначены для применения в приборах различногоназначения.
Использованиемикроконтроллеров в различных изделиях не только приводит к улучшению всехпоказателей (стоимость, надежность, потребляемая мощность, габариты) ипозволяет многократно сократить сроки разработки и придаёт изделиямпринципиально новые потребительские качества, такие как расширенныефункциональные возможности и д.р.
Однокристальные(однокорпусные) микроконтроллеры представляют собой приборы, конструктивновыполненные в виде БИС и включающие в себя следующие составные части:микропроцессор, память программ и память данных, а также программируемыеинтерфейсные схемы для связи с внешней средой.
Цель курсовой работысостоит в развитии навыков проектирования специализированных цифровыхрадиоэлектронных систем с применением микропроцессорных комплектов. Изучитьархитектуру однокристальных микроконтроллеров популярного семейства INTEL8051, а также структуру одного изклонов семейства – микроконтроллера КМ1816ВЕ51, его функциональные узлы иособенности их работы. Изучение основ языка Ассемблер и интегрированной среды ProView фирмы Franklin Software Inc., которая предназначена для разработки программногообеспечения микроконтроллеров этого семейства.
Функции и принцип работы устройства
Даннаясистема будет содержать пять двоичных датчиков: сильного и слабого удара,капота, багажника и дверей. Постановка на охрану осуществляется с радиопульта,имеющего две кнопки: первая кнопка осуществляет постановку/снятие системы сохраны и выключение сирены при срабатывании системы (последняя функцияосуществляется следующим образом: нажатие кнопки выключает сигнализацию, аавтомобиль остаётся на охране, для снятия с которой надо еще раз нажать кнопку1); вторая кнопка осуществляет постановку в режим 2 (датчики багажника и обадатчика удара игнорируются, блокировка багажника снимается) или снятие с него,в режиме 2 выключение сирены так же осуществляется с помощью кнопки 1.
Привключении охраны автоматически происходит блокировка стартера, закрытие дверейи багажника, но если багажник, капот или одна из дверей открыты, то постановкина охрану не происходит, сирена дает 3 характерных звуковых сигнала (сигналыподаются примерно через 0.2 секунды, с таким же интервалом происходят всесигналы сирены и габаритами, описанные ниже), а микроконтроллер переходит вожидание включения системы. Если все закрыто, то система переходит в режимохраны, символизируя об этом 1 сигналом сирены и габаритами.
Присрабатывании датчика слабого удара система дает 5 сигналов сирены. Присрабатывание любого из других датчиков происходит включение сирены,сопровождающееся миганием габаритов в течении одной минуты. Отключение сиреныможно произвести с пульта кнопкой 1 или с помощью сигнала с Valet’а,который установлен в салоне автомобиля (Valetдолжен располагаться в потайном месте, что бы взломщики не могли егообнаружить, и возможно может быть защищен паролем, но это уже отдельноеустройство, не относящееся к данному курсовому, поэтому мы будем учитыватьтолько сигнал приходящий с него). Если датчик капота, багажника или дверейсрабатывает больше пяти раз подряд (скажем, дверь была открыта), то после 5циклов сирены по 1 минуте, система встает на охрану игнорируя цепь (датчик),которая вызвала срабатывание.
Всалоне автомобиля устанавливается светодиод, который при нормальной работесистемы мигает приблизительно с интервалом в 1 секунду, а при срабатываниилюбого датчика, кроме датчика слабого удара, включается на постоянное свечение,символизируя нам, что было вторжение. Так же при выключении системы о вторжениинам говорят 4 сигнала сирены и 4 габаритами, а если не было вторжения, то привыключении будет 2 сигнала сирены и 2 габаритами.
Привключении режима 2 система оповещает нас 3 сигналами сирены и 3 габаритами, асистема автомобиль остается на полной охране.
Привыключении системы происходит разблокировка стартера, дверей и багажника.
Разработка схемы устройства
Схемамикроконтроллера электрическая принципиальная представлена в приложении 1. Онасодержит RC-цепь для формированиясигнала сброса при включении питания и кварцевый резонатор 12 МГц(ZQ).На вход ЕА подается уровень 1 (+5В).
Связьмикроконтроллера с датчиками и исполнительными механизмами обеспечивается черезпорты (Р0 и Р2), а незадействованные порты могут быть в последствиииспользованы для расширения функциональных возможностей системы.
Включение/выключениесистемы, а так же постановка и снятие режима 2, отключение сиреныосуществляется с пульта, сигналы с которого принимаются антенной и в видедвоичного кода поступают на входы порта Р0 (Р0.0 и Р0.1):
Таблица1P0.0 P0.1 Режим системы Режим 2 1 Режим 1 1 Выключение сирены в режиме 2 или снятие с охраны 1 1 Выключение сирены в режиме 1 или снятие с охраны
Расшифровкатаблицы: сигнал 0 на Р0.0 включает систему, до этого Р0.0=1 (система невключена). При включении сирены её можно выключить если нажать на кнопку 1, врезультате чего антенна пошлет сигнал Р0.0=1, который сразу после выключениясирены программно сбрасывается Р0.0=0. Аналогично с режимом 2 и Р0.1. Кнопки 1и 2 на пульте инвертируют сигнал соответственно на входах Р0.0 и Р0.1 микроконтроллера.
Исполнительныемеханизмы подключены к выходам порта Р0 (Р0.0÷Р0.6). Из-за низкойнагрузочной способности выходов микропроцессора для всех исполнительныхмеханизмов потребуются усилители мощности.
Датчикив системе подключены ко входам порта Р2 (Р2.2÷Р2.6). Пример подключениядатчика представлен на рис.1. О срабатывании датчика сообщает низкий уровень навходе порта.
/>
Рис.1. Подключениедвоичного датчика
Описание прикладной программы
Блок-схемаалгоритма программы была составлена исходя из функций и принципа действияохранной системы, изложенных выше. Текст программы составлен в точности,основываясь на алгоритме в блок-схеме. Программа оперирует с портами Р0 и Р2,регистры R0÷R4используются в подпрограммах задержки, регистры R5÷R7являются счетчиками числа срабатывания датчиков капота, багажника и дверей, чтобы потом можно было их игнорировать. В программе создается байтовая константа FLAGSвнутри сегмента перемещаемого внутрь битовой адресуемой памяти данных. В этойконстанте используются пять битов, каждый из которых является флагом,использующимся в программе: флаги игнорирования датчиков (капота, багажника идверей), флаг режима 2 и флаг попытки вторжения. Подпрограммы, начинающиеся сметки SIGNAL** производятсигналы сиреной (число сигналов = первой звездочке) и габаритами (числосигналов = второй звездочке).
Заключение
В ходе выполнения даннойкурсовой работы была разработана автомобильная охранная система наоднокристальном микроконтроллере КР1816ВЕ51. В процессе выполнения курсовойработы система была немного усовершенствована по сравнению с техническимзаданием, был разработан алгоритм её работы и составлена блок-схема рабочейпрограммы. Текст программы мы составили на языке assembler и провели её тестирование и отладкув интегрированной среде ProViewфирмы Franklin Software Inc.
Библиографический список
1. Микропроцессоры.В 3 кн. Кн. 1. Архитектура и проектирование микро-ЭВМ. Организациявычислительных процессов: Учебник для втузов / П.В. Нестеров, В.Ф. Шаньгин,В.Л. Горбунов и др.; Под ред. Л.Н. Преснухина. М.: Высшая школа, 1986. 495 с.
2. Вашапервая программа для микроконтроллера Intel 8051: Методические указания клабораторной работе №1 по курсу “Микропроцессоры и вычислительные устройства”/Добряк В.А. Екатеринбург: УГТУ, 1999. 32 с.
3. Система командмикроконтроллера Intel 8051: Методические указания к лабораторной работе №2 покурсу “Цифровые устройства и микропроцессоры”/Добряк В.А., Рагозин В.К.Екатеринбург: УГТУ, 1999. 32 с.
4. Программированиемикроконтроллера Intel 8051 на языке ассемблера: Методические указания клабораторной работе №3 по курсу “ Цифровые устройства и микропроцессоры”/Добряк В.А., Рагозин В.К… Екатеринбург: УГТУ, 1999. 26 с.
5. Взаимодействиемикроконтроллера Intel 8051 собъектами управления: Методические указания к лабораторной работе №4 по курсу “Цифровые устройства и микропроцессоры”/Добряк. В.А. Екатеринбург: Изд-во УГТУ,2001. 24 с.