Проектирование светодиодного табло на микроконтроллере PIC16C84

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 микроконтроллеров в изделиях производственного и культурно-бытового назначения не только приводит к повышению технико-экономических показателей изделий (стоимости, надёжности, потребляемой мощности, габаритных размеров) и позволяет многократно сократить сроки разработки и отодвинуть сроки морального старения изделий, но и придаёт им принципиально новые потребительские качества такие как расширенные функциональные возможности, модифицируемость, адаптивность и т.д.

За последние годы в микроэлектронике бурное развитие получило направление, связанное с выпуском однокристальных микроконтроллеров, которые предназначены для «интеллектуализации» оборудования различного назначения.

Микропроцессорная система - представляет собой функционально законченное изделие, состоящее из одного или нескольких устройств, главным образом из микропроцессора и/или микроконтроллера.

Таблица 1 - Назначение ножек микроконтроллера

Функциональная схема микроконтроллера представлена в приложении А.

1.3 Программирование микроконтроллера

В основе схемы микросхема PIC16C84. Стабилизатор напряжения DA1 служит для получения напряжения стабилизированного +5В, которое питает все устройство. На элементах R1, C4 собрана частотно задающая цепочка, для внутреннего тактового генератора микросхемы. Вход RA0 используется для ввода стартового сигнала в микроконтроллер. Для этого на него, через резистор R2 подано напряжение питание, образующее на входе сигнал логической единицы. Контактная пара "Старт" срабатывает при резком ускорении движения устройства и замыкает вход RA0 на общий провод, создавая на нем нулевой уровень. Программа постоянно опрашивает состояние этого входа. Когда после очередного цикла опроса программа получит нулевой уровень в младшем разряде порта RA, она перейдет к циклу вывода изображения. Светодиоды подключены к пяти младшим разрядам порта RB процессора. Автор подключил светодиоды непосредственно к выходам микросхемы для получения большей яркости свечения, хотя такая схема включения создает слишком большую нагрузку на выходы. Для повышения надежности и яркости светодиодов не мешало бы подключить светодиоды через транзисторные ключи.

Для синхронизации процесса вывода изображения с движением палочки применяется инерционный контактный датчик движения. Устроен он следующим образом:

Рисунок 2 - Устройство инерционного контактного датчика движения

2. Понятие о надежности системы

2.1 Основные понятия надежности системы

- теория вероятностей;

- математическая статистика;

- математическая логика;

- теория случайных процессов;

- теория массового обслуживания;

- теория графов;

- теория оптимизации.

Основные понятия и определения теории надёжности технических устройств, сформулированы в ГОСТ 27.002 89 «Надёжность в технике. Основные понятия. Термины и определения»

- Надежность - свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.

- Безотказность - свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.

- Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

- Ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта

- Сохраняемость - свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способности объекта выполнять требуемые функции, в течение и после хранения и (или) транспортирования

Структурная надежность любого радиоэлектронного аппарата, в том числе и ЭВМ,-- его результирующая надежность при известной структурной схеме и известных значениях надежности всех элементов, составляющих структурную схему. При последовательном включении элементов для надежной работы схемы необходима работа всех функциональных элементов. Рассчитываем надежную работу P(t) схемы по формуле

P(t)= P1(t)*P2(t)*…Pn(t) (1)

Функциональная схема микроконтроллера PIC16C84

Заключение

В заключении описаны достоинства и недостатки микроконтроллеров PIC. Основным достоинством таких микроконтроллеров является простота в их использовании, программировании, установке и др. Также благодаря малому количеству компонентов в микроконтроллерах, используемых при построении приборов, их размеры уменьшаются, а надежность увеличивается. Основным недостатком PIC микроконтроллеров является их сравнительно большая стоимость, при том, что выполняют они не особо много функций.

Применение PIC-контроллеров целесообразно в несложных приборах с ограниченным током потребления (автономные устройства, приборы с питанием от телефонной линии и т.п.).

Список литературы

1. Воловий А., Верлович Г. Интегральные акселерометры. -- Компоненты и технологии, 2002.

2. Григорьев В.Л. Программное обеспечение микропроцессорных систем. -- М.: Энергоатомиздат, 1983.

3. Грушвицкий Р.И., Мурсаев А.X., Угрюмов Е.П. Проектирование систем на микросхемах программируемой логики. -- СПб.: БХВ-Петербург, 2002.

4. Грушин С.И., Душутин И.Д., Мелехин В.Ф. Проектирование аппаратных средств микропроцессорных систем: Учеб.пособие. -- Л.: ЛПИ им. Калинина, 1990.

5. Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. -- Л.: Энергоатомиздат, 1988.

6. Кауфман М., Сидман А. Практическое руководство по расчетам схем в электронике 1991.

7. Каган Б.М., Сташин В.В. Основы проектирования микропроцессорных устройств автоматики. -- М.: Энергоатомиздат, 1988.

8. Лебедев О.П., Мирошниченко А.И., Телец В.А. Изделия электронной техники. Цифровые микросхемы. Микросхемы памяти. Микросхемы ЦАП и АЦП: Справочник. -- М.: Радио и связь, 1994.

9. Незнайко А.П.,. Геликман Б.Ю Конденсаторы и резисторы, 1974.

10. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника2004.

Размещено на Allbest.ru