📄Работа №186204
Тема: Разработка устройства измерения температуры с индикацией на электронном табло
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Робототехника
Объем:
49 листов
Год:
2018
Просмотров:
69
4500
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
ВВЕДЕНИЕ 4
Глава 1. УСТРОЙСТВО ПРИБОРА И ПРИНЦИП РАБОТЫ 7
1.1. Внутреннее устройство ATmega8 9
1.2. Сдвиговый регистр 14
1.3. Датчик температуры ds 18b20 17
1.4. Интерфейс 1-wire 22
Глава 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ УСТРОЙСТВА 28
2.1. Разработка семисегментной ячейки табло 28
2.2. Изготовление печатных плат 31
2.3. Работа с датчиком ds18b20 35
2.4. Тестирование 37
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 38
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 39
ПРИЛОЖЕНИЕ А 40
Глава 1. УСТРОЙСТВО ПРИБОРА И ПРИНЦИП РАБОТЫ 7
1.1. Внутреннее устройство ATmega8 9
1.2. Сдвиговый регистр 14
1.3. Датчик температуры ds 18b20 17
1.4. Интерфейс 1-wire 22
Глава 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ УСТРОЙСТВА 28
2.1. Разработка семисегментной ячейки табло 28
2.2. Изготовление печатных плат 31
2.3. Работа с датчиком ds18b20 35
2.4. Тестирование 37
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 38
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 39
ПРИЛОЖЕНИЕ А 40
📖 Аннотация
Работа посвящена разработке устройства измерения температуры с индикацией на электронном табло. Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения эффективности отечественных государственных компаний через внедрение доступных автоматизированных систем управления, где подобные устройства выступают базовыми элементами сбора данных. Методология включала изучение принципов работы микроконтроллера ATmega8, датчика температуры DS18B20, сдвигового регистра и протокола 1-Wire. В результате была разработана схема и изготовлены четыре модуля ячеек семисегментного табло, создана плата управления на основе микроконтроллера, а также написана программа для вывода показаний с нескольких датчиков температуры, после чего устройство прошло отладку и испытания. Практическая значимость заключается в том, что разработанное устройство может быть использовано в учебном процессе для демонстрации основ микроконтроллерной техники и автоматизации, а также послужить прототипом для создания систем мониторинга в промышленных или бытовых условиях. Анализ литературы позволил изучить ключевые компоненты и протоколы, необходимые для реализации проекта. Таким образом, работа демонстрирует законченный цикл создания функционального устройства, от теоретического исследования до практической реализации и тестирования.
📖 Введение
В настоящее время микроконтроллеры широко используются в промышленности и в быту. Массовость этих электронных устройств объясняется удешевлением их производства и простотой изготовления с нынешними технологиями, а также их универсальностью, перепрограммированием и компактными размерами. Одним из самых распространенных способов применения микроконтроллеров является использование их в качестве устройства управления. Благодаря микроконтроллерам, человечеству стала доступна высокотехнологичная автоматизация производства.
На сегодняшний день доля российских государственных компаний в ВВП страны составляет около 50 процентов (а по некоторым оценкам, доходит до 75-80 процентов), при этом организация производства в самих компаниях не всегда соответствует экономическим и технологическим реалиям. Для развития российского экономического потенциала эффективность госкомпаний необходимо повышать. В первую очередь необходимо реформировать внутренние IT-процессы с внедрением соответствующих автоматизированных систем различного уровня, адаптированных под современные реалии [1].
Автоматизация позволяет предприятиям повышать объемы изготовляемой продукции, выполнять даже технологически сложные задания за более короткий срок, сокращать сырьевые расходы, справляться с задачами, недоступными человеческим рукам. Суть автоматизации производства - это передача функций управления и контроля от человека к оборудованию [2].
На данный момент на микроконтроллерах осуществляется управление на всех роботизированных производствах, что способствует большому спросу на специалистов в этой области. Микроконтроллер (МК) - это микропроцессор с интегрированными в микросхему устройствами ввода- вывода, памятью, таймерами и другими периферийными устройствами. Он способен генерировать импульсы согласно программе, записанной в его память, т.е. быть источником цифрового сигнала. Также микроконтроллер способен считывать по определенным протоколам и записывать в память данные с внешних устройств. Одной из его важнейших функций является обработка и преобразование данных. Многие микроконтроллеры имеют встроенный аналогово-цифровой преобразователь, это означает, что он способен считывать аналоговые сигналы и преобразовать их в цифровые данные. Также в микроконтроллере используется процессор с ограниченным набором инструкций и команд (RISK), являющийся сравнительно быстрым устройством по отношению к микропроцессорам с полным набором инструкций и команд (CISK).
В системе управления технологической установкой снятие текущих показаний некоторой величины - температуры, влажности, давления, уровня жидкости, напряжения, тока и т.д. осуществляется с помощью датчиков - устройств и механизмов, предназначенных для преобразования сигнала внешнего воздействия в форму, понятную системе управления [3]. В таких системах сигналы с датчиков поступают в микроконтроллер, где они обрабатываются в соответствии с заданной программой.
В этой связи изучение принципов работы микроконтроллеров, датчиков и приобретения практических навыков работы с ними является актуальным для молодого специалиста в сфере автоматизации технологических процессов.
В ходе дипломного проекта был выбран 8-битный микроконтроллер Atmega8, семейства AVR, так как это одна из наиболее удачных 8-разрядных микроконтроллерных платформ корпорации Atmel. Было спроектировано устройство измерения температуры с удобным выводом на светодиодное табло с минимальным количеством цифровых каналов и максимальной оптимизацией.
Целью данной работы является изучение принципа работы микропроцессорных устройств на примере создания цифрового табло с использованием датчиков температуры. В соответствии с поставленной целью сформулированы следующие задачи:
1. Анализ научно-технической информации.
2. Разработка технологической части прибора.
3. Изготовление прототипа прибора.
4. Написание рабочей программы.
5. Отладка готового прибора.
На сегодняшний день доля российских государственных компаний в ВВП страны составляет около 50 процентов (а по некоторым оценкам, доходит до 75-80 процентов), при этом организация производства в самих компаниях не всегда соответствует экономическим и технологическим реалиям. Для развития российского экономического потенциала эффективность госкомпаний необходимо повышать. В первую очередь необходимо реформировать внутренние IT-процессы с внедрением соответствующих автоматизированных систем различного уровня, адаптированных под современные реалии [1].
Автоматизация позволяет предприятиям повышать объемы изготовляемой продукции, выполнять даже технологически сложные задания за более короткий срок, сокращать сырьевые расходы, справляться с задачами, недоступными человеческим рукам. Суть автоматизации производства - это передача функций управления и контроля от человека к оборудованию [2].
На данный момент на микроконтроллерах осуществляется управление на всех роботизированных производствах, что способствует большому спросу на специалистов в этой области. Микроконтроллер (МК) - это микропроцессор с интегрированными в микросхему устройствами ввода- вывода, памятью, таймерами и другими периферийными устройствами. Он способен генерировать импульсы согласно программе, записанной в его память, т.е. быть источником цифрового сигнала. Также микроконтроллер способен считывать по определенным протоколам и записывать в память данные с внешних устройств. Одной из его важнейших функций является обработка и преобразование данных. Многие микроконтроллеры имеют встроенный аналогово-цифровой преобразователь, это означает, что он способен считывать аналоговые сигналы и преобразовать их в цифровые данные. Также в микроконтроллере используется процессор с ограниченным набором инструкций и команд (RISK), являющийся сравнительно быстрым устройством по отношению к микропроцессорам с полным набором инструкций и команд (CISK).
В системе управления технологической установкой снятие текущих показаний некоторой величины - температуры, влажности, давления, уровня жидкости, напряжения, тока и т.д. осуществляется с помощью датчиков - устройств и механизмов, предназначенных для преобразования сигнала внешнего воздействия в форму, понятную системе управления [3]. В таких системах сигналы с датчиков поступают в микроконтроллер, где они обрабатываются в соответствии с заданной программой.
В этой связи изучение принципов работы микроконтроллеров, датчиков и приобретения практических навыков работы с ними является актуальным для молодого специалиста в сфере автоматизации технологических процессов.
В ходе дипломного проекта был выбран 8-битный микроконтроллер Atmega8, семейства AVR, так как это одна из наиболее удачных 8-разрядных микроконтроллерных платформ корпорации Atmel. Было спроектировано устройство измерения температуры с удобным выводом на светодиодное табло с минимальным количеством цифровых каналов и максимальной оптимизацией.
Целью данной работы является изучение принципа работы микропроцессорных устройств на примере создания цифрового табло с использованием датчиков температуры. В соответствии с поставленной целью сформулированы следующие задачи:
1. Анализ научно-технической информации.
2. Разработка технологической части прибора.
3. Изготовление прототипа прибора.
4. Написание рабочей программы.
5. Отладка готового прибора.
✅ Заключение
В ходе работы был изучен принцип работы микроконтроллера, датчика температуры, сдвигового регистра, протокол 1-wire. Написана программа для вывода показаний температуры с нескольких датчиков ds18b20. Приобретены навыки низкоуровневого программирования микроконтроллера семейства AVR. Разработана схема табло, и изготовлены 4 модуля ячеек. Разработана и изготовлена плата управления на основе микроконтроллера. Проведены отладка и испытания работы устройства.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.