Источник питания с микроконтроллерным управлением (курсовая)

 

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
1. ПОНЯТИЕ И СУЩНОСТЬ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ 5
1.1. Микроконтроллер как основной элемент автоматизации производства на нижнем уровне иерархии управления 5
1.2. Типы микроконтроллеров 8
1.3. Архитектура процессоров 12
2. ТИПЫ ПАМЯТИ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ 18
2.1. Память программ 18
2.2. Память данных 23
2.3. Регистры микроконтроллер и пространство ввода-вывода 25
2.4. Внешняя память 26
3. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ С МИКРОКОНТРОЛЛЕРНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ 27
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 34
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 36

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ 3
1. ПОНЯТИЕ И СУЩНОСТЬ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ 5
1.1. Микроконтроллер как основной элемент автоматизации производства на нижнем уровне иерархии управления 5
1.2. Типы микроконтроллеров 8
1.3. Архитектура процессоров 12
2. ТИПЫ ПАМЯТИ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ 18
2.1. Память программ 18
2.2. Память данных 23
2.3. Регистры микроконтроллер и пространство ввода-вывода 25
2.4. Внешняя память 26
3. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ С МИКРОКОНТРОЛЛЕРНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ 27
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 34
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 36

 

1. Понятие и сущность микропроцессорных систем управления

1.1. Микроконтроллер как основной элемент автоматизации производства на нижнем уровне иерархии управления

Развитие современного производства влечет за собой освобождение человека от ручного труда. С автоматизацией производства происходит передача машинам функций управления. Технический базис современного производства поднимается на качественно новую ступень и освобождается от всех ограничений, которые связаны с естественными возможностями рабочей силы. В результате обеспечивается поистине безграничный рост производительности труда. Автоматизация коренным образом меняет место человека в производственном процессе. Труд из непосредственного в процессе производства превращается в функцию контроля и регулирования.

Сложность, многообразие, взаимосвязанность параметров современных технологических процессов технически и экономически оправдывают передачу части функций управления и общего контроля чело веку-оператору, т. е. создание человеко-машинных систем управления, получивших название автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП).

Основными целями автоматизации технологических процессов в промышленности являются [20, c.5]:

- увеличение производительности технологического оборудования с одновременным уменьшением числа рабочих при заданных объеме, качестве и номенклатуре продукции:

- экономия производственных ресурсов:

- максимальное снижение затрат живого труда при заданных других экономических показателях производства:

- увеличение объема производства продукции за счет роста производительности технологического оборудования без увеличения затрат живого труда;

- улучшение качества продукции при заданных затратах живого труда, объеме и номенклатуре;

- достижение оптимальной загрузки технологического оборудования и оптимальное ведение технологического процесса.

Автоматизация технологических процессов является одним из решающих фак-торов повышения производительности и улучшений условий труда. Все существующие и строящиеся промышленные объекты в тон или иной степени оснащаются средствами автоматизации.

АСУТП - это система, реализованная на базе высокоэффективной вычисли-тельной и управляющей технике, которая обеспечивает автоматизированное (автоматическое) управление технологическим объектом управления с использованием централизованно обработанной информации по заданным технологическим и технико-экономическим критериям, определяющим качественные и количественные результаты производства продукта, а также подготовку информации для решения задач организационно-экономического характера [14, c.51].

С появлением управляющих ЭВМ (УВМ) измерительная, регулирующая и управляющая техника получила очень мощное средство автоматизации. В настоящее время в системах автоматики с внедрением ОМЭВМ происходит переход от централизованной к распределенной обработке информации.

Как правило. АСУТП имеет иерархический принцип построения. На верхнем уровне находится организационно-экономическая система управления производством АСУП. имеющая в кон-туре управления среднюю или мини-ЭВМ, выбор которой зависит от объема пере-работки информации. На среднем уровне АСУТП находится УВМ (средняя, мини-, микроЭВМ). которая ведет управление полным технологическим процессом, рядом агрегатов, объектов, группой станков и т. п. через локальные системы автоматики. На этом уровне вырабатываются управляющие программы на основе оптимизации техпроцесса, адаптации к внешним факторам и другим параметрам для микропроцессорных средств (МПС) нижнего (локального) уровня. Локальные МПС встраиваются в сам объект автоматизации, имеют минимальные связи с датчиками и управляющими органами объекта, но могут находиться на достаточном удалении от УВМ среднего уровня. С нижнего уровня на средний ведется передача текущей уже обработанной информации или по запросу - текущая необработанная информация о состоянии объекта управления [25, c.15].

Такая иерархическая структура, иногда ее называют треугольником или пирамидой иерархии, позволяет разгрузить верхний и средний уровни АСУТП от сбора, обработки и выдачи информации для управления объектом и возложить эту работу на локальные уровни. При выходе из строя УВМ среднего уровня локальная может работать по ранее заложенной программе или программе, задаваемой с пульта управления вручную [33, c.27].

Микроконтроллеры, используемые на нижнем уровне АСУТП. выполняют функции интерпретации данных, поступающих от датчиков, определяющих пара-метры объекта управления, обеспечивают связь между различными устройствами системы и передают данные другим устройствам.

Микроконтроллеры отличаются не только архитектурой и характеристиками, но и особенностями функционирования и реализации. Большинство микроконтроллеров представляют собой процессор, интегрированный с памятью и устройствами ввода-вывода данных. Практически все микроконтроллеры входят в состав определенных семейств, члены которых отличаются составом и характеристиками периферийных устройств, реализованных на кристалле. Огромная номенклатура выпускаемых промышленностью микроконтроллеров, отличающихся различным сочетанием основных параметров, значительно усложняет процесс выбора прибора, наиболее подходящего для данного применения.


1.2. Типы микроконтроллеров

Существует огромное количество разнообразных приборов этого класса. Все эти приборы можно разделить на следующие основные типы: встраиваемые 8-разрядные микроконтроллеры: 16- и 32-разрядные микроконтроллеры: цифровые сигнальные процессоры [19, c.6].

1. Встраиваемые микроконтроллеры. Промышленностью выпускается очень широкая номенклатура встраиваемых микроконтроллеров. В этих микроконтроллерах все необходимые ресурсы (память, устройства ввода-вывода и т. д.) располагаются на одном кристалле с процессорным ядром. Все. что необходимо сделать. - это подать питание и тактовые сигналы. Встраиваемые микроконтроллеры могут базироваться на существующем микропроцессорном ядре или на процессоре, разработанном специально для данного микроконтроллера. Это означает, что существует большое разнообразие функционирования даже среди устройств, выполняющих одинаковые задачи.

Основное назначение встраиваемых микроконтроллеров - обеспечить с помощью недорогих средств гибкое (программируемое) управление объектами и связь с внешними устройствами. Эти микроконтроллеры не предназначены для реализации комплекса сложных функций, но они способны обеспечить эффективное управление во многих областях применения. Недорогими считаются микроконтроллеры, стоимость которых составляет от 1 до 20 долларов за штуку (цена зависит от технических характеристик, количества выводов корпуса, объема закупок).

Встраиваемые микроконтроллеры содержат значительное число вспомогательных устройств, благодаря чему обеспечивается их включение в реализуемую систему с использованием минимального количества дополнительных компонентов.

В состав этих микроконтроллеров обычно входят [1, c.9]:

- схема начального запуска процессора (Reset):

- генератор тактовых импульсов:

- центральный процессор:

- память программ (ROM) и программный интерфейс:

- память данных (RAM);

- средства ввода-вывода данных:

- таймеры, фиксирующие число командных циклов.

 

Общая структура микроконтроллера показана на рис. 1.


Заказать курсовую

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить