Особенности ядра микроконтроллера PIC16C6X:

Реферат

 

Рассмотрен микроконтроллерный регулятор температуры, предназначенный для автоматического регулирования температуры контролируемого объекта. Микроконтроллерный регулятор температуры состоит из датчиков температуры и перегрева, встроенных в контролируемый объект, микроконтроллера, индикатора и регулятора.

Ориентировочная область применения: регулировка температуры в саунах, электропечах и т.д.

Разработаны структурная и принципиальная схемы.

Курсовой проект содержит 13 стр., 5 рис., 2 стр. приложений, 3 назв. библ.

 

 

Содержание

Введение

1. Структурная схема

2. Выбор микроконтроллера

3. ФАЗОВЫЙ РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ

4. Связь между микроконтроллером и регулятором мощности

5. Силовая часть

6. Выбор датчиков

Библиографический список

Заключение

 

 

Введение

Целью данной работы явилась разработка прибора, предназначенного для автоматического регулирования температуры.

Конструктивно прибор выполнен в виде трех блоков: датчиков, расположенных непосредственно на контролируемом объекте; микроконтроллера, индикатора и регулятора, составляющих основную микросхему; а также силовой части, питающейся от сети переменного тока с напряжением до 230 вольт.

Силовая часть специально отделена от основной микросхемы и хорошо изолирована в непосредственной близости от контролируемого объекта в целях избежания несчастных случаев.

Микроконтроллер был выбран функционально избыточный, что позволяет говорить о дальнейшем его развитии. В частности, уже сейчас можно говорить об универсальности созданного прибора. Ориентировочными областями применения могут являться:

· Регулировка температуры в саунах, электропечах и т.д.

· Управление сварочным током по первичной обмотке сварочного трансформатора.

· Регулирование оборотов коллекторных двигателей.

Ввиду большого количества стандартных решений, в курсовой работе детально не рассматривается какой-либо один вариант конечного применения нагрузочной мощности, а остается на выбор разработчика.

Также следует отметить, что в качестве связующего звена между микроконтроллером и регулятором используется перспективная в последнее время оптронная технология.

 

 

Структурная схема

Структурная схема (рис. 1) является основой для разработки принципиальной схемы прибора.

Рис. 1. Структурная схема

 

С помощью встроенных в контролируемый объект датчиков микроконтроллер получает необходимую информацию о его температурном состоянии и может вести анализ, согласно программе, занесенной ему во FLASH память. Визуализация работы устройства возможна благодаря связанному с микроконтроллером индикатору. Микроконтроллер управляет фазовым регулятором мощности. Регулятор связан с силовой частью прибора, которая питается от сети переменного тока с напряжением 220 В., и осуществляет работу конечной нагрузки (электропечь, вентилятор, двигатель и т.п.).

 

Выбор микроконтроллера

Был выбран микроконтроллер PIC16C62 фирмы «Microchip» (Рис. 2.).

Рис. 2. Микроконтроллер PIC16C62

 

Особенности ядра микроконтроллера PIC16C6X:

· Высокопроизводительный RISC‑процессор;

· Всего 35 простых для изучения инструкции;

· Все инструкции исполняются за один такт, кроме инструкций перехода, выполняемых за два такта;

· Скорость работы: тактовая частота до 20 МГц,
минимальная длительность такта 200 нс.;

· Механизм прерываний;

· Восьмиуровневый аппаратный стек;

· Прямой, косвенный и относительный режимы адресации для данных и инструкций;

· Сброс при включении питания (POR);

· Таймер включения питания (PWRT) и таймер запуска генератора (OST);

· Сброс по падению напряжения питания;

· Сторожевой таймер (WDT) с собственным встроенным RC‑генератором для повышения надежности работы;

· Программируемая защита кода;

· Режим экономии энергии (SLEEP);

· Выбираемые режимы тактового генератора;

· Экономичная, высокоскоростная технология КМОП ЭППЗУ;

· Полностью статическая архитектура;

· Широкий диапазон рабочих напряжений питания: от 2,5 В. до 6,0 В.;

· Коммерческий, промышленный и расширенный температурный диапазоны;

· Низкое потребление энергии:

· < 2 мА при 5,0 В., 4,0 МГц

· 15 мкА (типичное значение) при 3 В., 32 кГц

· < 1,0 мкА (типичное значение) в режиме STANDBY.

Программирование микроконтроллера происходит с помощью внутрисхемного эмулятора-отладчика, базирующегося на использовании кристаллов серии PIC16С6X. Такой программатор позволяет использовать возможность внутрисхемной отладки, реализованную в чипах серии PIC16С6x, работает под управлением Интегрированной Среды Разработки (IDE). Отладчик обеспечивает запуск, пошаговую отладку, установку / снятие точки останова программы и пр.

Принцип программирования микроконтроллера заключается в следующем: COM‑порт компьютера подключают к микросхеме программатора, где находится PIC. В процессе программирования отлаживаемого PIC в его Память Программ (Programm Memory) к отлаживаемой программе дописывается небольшая подпрограмма Отладчика ICD, которая получает управление при Старте или Сбросе микроконтроллера. Эта подпрограмма осуществляет связь с компьютером и позволяет выполнять команды, такие как:

· Выполнить один шаг отлаживаемой программы (Step).

· Запустить отлаживаемую программу в реальном времени.

· Приостановить (Halt).

· Сброс микроконтроллера (Reset).

· Передать компьютеру содержимое управляющих регистров или регистров памяти.

· Изменить содержимое управляющего регистра или регистра памяти.

Для измерения сопротивления используется Capture‑модуль микроконтроллера, способный запоминать значение 16-ти разрядного счетчика в момент поступления внешнего сигнала. Это позволяет аппаратно реализовать измерение методом интегрирования.

Измерение сопротивления терморезисторов состоит из следующих этапов:

1. Разряд конденсатора C1 через резистор R2 подачей логического нуля на вывод RC2 DD1.

2. Перевод RC0, RC1 в высокоимпедансное состояние, подача логической единицы на RA5. RC2 программируется как вход Capture‑модуля, запускается внутренний счетчик.

3. Напряжение на конденсаторе плавно возрастает и, когда его уровень превысит границу приблизительно 3 В., происходит срабатывание Capture‑модуля, запоминается содержимое счетчика.

4. Повтор пунктов 1..3, но логическая единица подается на RC0 (заряд через датчик температуры).

5. Повтор пунктов 1..3, но логическая единица подается на RC1 (заряд через датчик перегрева).