Создание охранной системы на микроконтроллере

????????? ?? http://www.allbest.ru//

????????? ?? http://www.allbest.ru//

Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВПО «Удмуртский государственный университет»

Институт математики информационных технологий и физики

Курсовая работа

на тему:

«Создание охранной системы на микроконтроллере»

Выполнил: студент

группы ИС-41

Десятков Илья

Научный руководитель:

Черкасов С. В.

Ижевск 2016

Введение

С появлением частной собственности появились лица, которые захотели ее получить незаконным путем. Благодаря этому тенденция к хищению постоянно растет. Чтобы противостоять этому, целесообразно устанавливать дополнительные охранные устройства. Эффективным методом, является использование систем охранной сигнализации. Существующие ныне системы охранной сигнализации обладают недостаточными функциональными возможностями или большой стоимостью. Следовательно, есть потребность в разработке дешевых, не сложных в производстве и установке системы охранной сигнализаций, которая в то же время обладает достаточной функциональной насыщенностью, надежностью чтобы без ущерба выполнять свои функции - предотвратить кражу имущества. Для расширения функциональных возможностей и для снижения стоимости при разработке охранной системы необходимо использовать микропроцессоры, что позволит реализовать аппаратуру с улучшенными техническими и потребительскими характеристиками.

Микроконтроллерная техника является одной из наиболее динамично развивающихся областей современной вычислительной техники. Без микроконтроллеров сегодня не мыслим ни один современный прибор. Микроконтроллеры широко используются в различных изделиях вычислительной, измерительной, лабораторной и научной техники; в системах управления промышленным оборудованием, транспорта и связи; в бытовой технике и других областях.

Основными целями курсовой работы являются:

? разработать домашнюю охранную сигнализацию на базе микроконтроллера;

? предоставить знания, полученные на лекционных и практических занятиях, а так же навыки, полученные в ходе производственной практики.1.Выбор и описание ресурсов микроконтроллера

Среди представленных в таблице 1 микроконтроллеров, был выбран микроконтроллер «PIC16F628» , по таким критериям как:

? память программ;

? память данных.

Таблица 1 - Основные характеристики микроконтроллеров

Восемнадцативыводной «FLASH» микроконтроллер «PIC16F628» входит в состав распространенного семейства «PICmicroPIC16CXX». Микроконтроллеры этого семейства имеют восьми разрядную, высокопроизводительную и полностью статическую «RISC» архитектуру.

«PIC16F628» имеет восьми уровневый аппаратный стек и большое количество внутренних и внешних прерываний. В гарвардской архитектуре «RISC» ядра микроконтроллер разделен на четырнадцатиразрядную память программ и восьми разрядную память данных. Такой подход позволяет выполнить все инструкции за один машинный цикл, кроме команд ветвления, которые выполняются за два машинных цикла. Ядро микроконтроллеров поддерживает тридцать пять простых в изучении, но очень эффективных инструкций. Дополнительные регистры управления и архитектурные новшества позволяют создавать высокоэффективные устройства.

По сравнению с восьми разрядными микроконтроллерами этого класса, при использовании «PIC16F628» выигрыш в эффективности использования памяти программ достигает два к одному, а в производительности четыре к одному.

На рисунке 2 изображено расположение выводов микроконтроллера PIC16F628.

Рисунок 2 - Расположение выводов микроконтроллера «PIC16F628»

Таблица 2 - Назначение выводов микроконтроллера «PIC16F628»

Выбор и описание периферии

Для данной охранной сигнализации помимо микроконтроллера понадобится подключаемая к нему периферия. Ее список приведен в таблице 3.

Таблица 3 - Периферия

Принцип работы охранной сигнализации на базе микроконтроллера

Алгоритм работы устройства

Стартовым элементом служит датчик движения. Когда в пространстве действия датчика движения появляется человек, замыкается общий провод, далее начинается отсчет времени от 9 до 0 секунд. Это время высвечивается на индикаторе. За это время с помощью кнопок необходимо ввести правильный код. После чего сигнализация отключается.

Для набора кода используются четыре кнопки: key 1, key 2, key 3, key 4. Эти кнопки могут располагаться в любом месте наборной клавиатуры, но нажиматься должны именно в правильной последовательности. Все остальные кнопки keyall соединены параллельно. При нажатий любой из них набор кода сбрасывается и все нужно начинать сначала. Когда счётчик времени высвечивает 0 набор кода запрещается.

Рисунок 3 - Алгоритм работы устройства

Электрическая схема устройства

Задумка принципиальной схемы устройства была взята с форума электротехники и электроники, перерисована под мой проект, схема представлена на рисунке 4. Обозначение элементов описано в таблице 3.

Рисунок 4 - Схема устройства

Изготовление и программирование охранной сигнализации

Изготовление платы

Во-первых необходимо подготовить макет печатной платы. Он показан на рисунке 5.

Рисунок 5 - Макет печатной платы

Для дальнейшего изготовления печатной платы данную схему необходимо распечатать на листе глянцевой бумаги формата А4.

После чего приступаем к самому процессу изготовления, разводки, травления платы

Программирование микроконтроллера

Программа для микроконтроллерной системы, написана с помощью программы «Flowcode V4 for PICmicros».

Пример написания программы представлен на рисунке 6.

Рисунок 6 - Пример написания программы

Основные характеристики программы «Flowcode V4 for PICmicros»:

? простой в использовании интерфейс;

? обширная подпрограмма высокого уровня компонентов;

? открытая архитектура, позволяющая просматривать и прокомментировать «Ассамблер» код, генерируемый из блок-схем;

? полностью поддерживаются спектр материалов для обучения и развития встраиваемых систем.

Преимущества: охранный микроконтроллер сигнализация

? позволяет быстро и без ошибок создавать электронные системы;

? быстрая разработка простых и сложных встраиваемых систем.

Для более читабельного вида, данную программу необходимо перевести на язык программирования «Assembler».

Для этого воспользуемся такими программами как:

? Hex Editor Neo;

? PicDisasm.

Получившийся файл (представленный на рисунке 6) необходимо открыть с помощью программы «Hex Editor Neo».

После выполнения данных действии содержимое программы изменит свой первоначальный вид, теперь программа сгенерирована в шестнадцатеричный вид счисления.

Пример перевода программы в шестнадцатеричный вид счисления представлен на рисунке 7.

Рисунок 7 - Пример программы

Получившийся файл переводим на язык программирования «Assembler».

Для этого открываем получившуюся программу с помощью дешифратора «PicDisasm».

Пример перевода программы на язык программирования «Assembler» представлен на рисунке 8.

Рисунок 7 - Пример программы

Программа приобретает свой конечный вид.

Заключение

В заключение, стоит отметить, что цели курсовой работы достигнуты полностью, а именно:

обоснован выбор элементной базы охранной сигнализаций;

составлена программа для микропроцессорной системы;

описаны этапы изготовки охранной сигнализаций;

Разработка устройства показала, что изготовить его не составляет особой сложности, приспособление является универсальным: его можно применять как для охраны дома, так и для отдельно стоящих пристроек. Так же устройство легко поддается видоизменению и улучшению.

В ходе подготовки курсовой работы, были практически применены и закреплены знания, полученные на лекционных и практических занятиях, а так же навыки, полученные в ходе производственной практики.

Список использованной литературы

Евстифеев, А.В. Микроконтроллеры Microchip практическое руководство А.В.Евстифеев. - М.: Горячая линия - Телеком, 2002. - 296 с.

Новиков, Ю.В. Скоробогатов, П.К. Основы микропроцессорной техники. - М.: ИНТУИТ.РУ. «Интернет - Университет Информационных технологий», 2003. - 440 с.

Юров, В. ASSEMBLER: Учебник. - 2 - е изд. - СПб: Питер, 2004. - 637 с.

????????? ?? Allbest.ru