Выбор микроконтроллера

Введение

Охранный сигнализация микроконтроллер

Развитие микроэлектроники и широкое применение ее изделий в промышленном производстве, в устройствах и системах управления самыми разнообразными объектами и процессами является в настоящее время одним из основных направлений научно-технического прогресса.

Использование микроэлектронных средств в изделиях производственного и культурно-бытового назначения приводит не только к повышению технико-экономических показателей изделия (стоимости, потребляемой мощности, габаритных размеров) и позволяет многократно сократить сроки разработки и отодвинуть сроки «морального старения» изделий, но придает им принципиально новые потребительские качества (расширенные функциональные возможности, модифицируемость, адаптивность и т.д.).

За последние годы микроэлектроники бурное развитие получило направление, связанное с выпуском однокристальных микроконтроллеров (ОМК), которые предназначены для «интеллектуализации» оборудования различного назначения. ОМК представляют собой приборы, конструктивно выполненные в виде БИС, и включающие в себя все составные части «голой» микроЭВМ: микропроцессор, память программы, память данных, также программируемые интерфейсные схемы для связи с внешней средой. Использование микроконтроллеров в системах управления обеспечивает достижение исключительно высоких показателей эффективности при столь низкой стоимости (во многих применениях система может состоять только из одной БИС микроконтроллера), что микроконтроллерам, видимо, нет разумной альтернативной базы для построения управляющих и регулирующих систем. К настоящему времени более двух третей мирового рынка микропроцессорных средств составляют именно ОМК.

Объект автоматизации

В качестве объекта автоматизации была выбрана система сигнализации. Система позволяет осуществлять охранный контроль над помещением на основе получения информации от датчиков движения, термодатчика, датчика дыма и линии разрыва. При поступлении сигналов срабатывания от соответствующих датчиков происходит подача сигнала на блоки управления, отвечающие за конкретный вид тревоги. Время срабатывания каждого из датчиков фиксируется. Имеется возможность устанавливать и изменять текущее время, а также температуру срабатывания термодатчика. Управление осуществляется при помощи клавиатуры. Состояние, а также режимы работы устройства отображаются на индикаторе.

Выбор микроконтроллера

Для решения поставленной задачи прежде всего необходимо выбрать микроконтроллер. Основанием для выбора данного микроконтроллера послужили следующие причины:

-  наличие достаточного количества портов ввода-вывода. К микроконтроллеру необходимо подключить клавиатуру, LCD-дисплей, датчики, блоки управления сигналами тревоги.

-  наличие встроенного АЦП.

-  наличие программного пакета для написания и отладки программы микроконтроллера Hi-Tech.

-  достаточная изученность микроконтроллера.

В моей работе я решил использовать ПИК контроллер PIC16F8776. Это однокристальный 8-разраядный FLASH CMOS микроконтроллер компании Microchip Technology. Микроконтроллеры серии PIC16FXX фирмы Microchip являются электрически программируемыми. Память программ может быть стерта и повторно запрограммирована без удаления из схемы. Микроконтроллеры будут иметь одинаковые параметры для опытного образца, экспериментальной партии и выпуска продукции.

Архитектура основана на концепции раздельных шин и областей памяти для данных и для команд (Гарвардская архитектура). Такая концепция обеспечивает простую, но мощную систему команд, разработанную так, что битовые, байтовые и регистровые операции работают с высокой скоростью и с перекрытием по времени выборок команд и циклов выполнения.

Рис. Цоколевка выводов имеет вид

Выводы RA*, RB* и RС* - это контакты ввода/вывода, связанные с регистрами микроконтроллера PORTA, PORTB и PORTC соответственно. VDD и VSS - выводы питания (+Uпит и GND соответственно). Серия 16FXX работает в широком диапазоне питающих напряжений, но обычно VSS подключен к 0В, а VDD подключен +5В. Вывод основного сброса /MCLR обычно подключен к VDD (напрямую или через резистор), потому что микроконтроллер содержит надежную схему сброса при включении питания. Выводы OSC1 и OSC2 подключаются к генератору тактовой частоты и могут быть сконфигурированы для различных его типов, включая режимы кварца и RC-генератора.

Характеристика перефирийных модулей:

·   Три таймера/счётчика:

§ таймер0: 8-ми разрядный таймер/счётчик с 8-ми разрядным предделителем;

§ таймер1: 16-ти разрядный таймер/счётчик с предделителем и возможностью прибавления в спящем режиме от внешнего источника;

§ таймер2: 8-ми разрядный счётчик с 8-ми разрядным предделителем и постделителем;

·   два модуля захвата, сравнения, 10-ти разрядный ШИМ;

·   10-ти разрядный 6-ти канальный Аналогово Цифровой Преобразователь;

·   синхронный последовательный порт с SPI и I2C интерфейсом;

·   универсальный синхронно асинхронный приёмопередатчик.

Микроконтроллер построен по RISC архитектуре, имеет 35 команд. Максимальная рабочая тактовая частота 20 МГц, имеет 256 байт Flash памяти данных, 368 байт ОЗУ и 8 кбайт Flash памяти программ, до 14 источников прерывания, 9-ти уровневый аппаратный стек, сторожевой таймер позволяющий перезагружать микроконтроллер.