На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


Курсовик Розробка системи автомобльного охоронного сигналзатора на мкроконтролер PIC16F84A. Технчн характеристики сигналзатора, принцип роботи на транзисторах. Розробка структурної та функцональної схеми. Опис принципу дї. Електричн розрахунки.

Информация:

Тип работы: Курсовик. Предмет: Схемотехника. Добавлен: 26.01.2009. Сдан: 2009. Уникальность по antiplagiat.ru: --.

Описание (план):


24
ЗМІСТ
ВСТУП
1. ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ
2. ОГЛЯД ТА АНАЛІЗ АНАЛОГІВ
2.1 Структурна схема охоронного сигналізатора на транзисторах
2.2 Опис принципу роботи охоронного сигналізатора на транзисторах
2.3 Опис принципу роботи електронного автосторожа
3. ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ
3.1 Розробка структурної схеми
3.2 Розробка функціональної схеми
3.3 Опис принципу дії
3.4 Електричні розрахунки
4. РОЗРАХУНОК НАДІЙНОСТІ
ВИСНОВКИ
ЛІТЕРАТУРА
ДОДАТКИ
ДОДАТОК 1.
ДОДАТОК 2.
ДОДАТОК 3.
В наші часи потреба захистити автомобіль стає все більш актуальною, оскільки почастішали згідно статистики МВС України кількість крадіжок та зломів на душу населення. За деякими статистичними даними в світі кожні десять секунд крадуть по автомобілю. Причому вкраденим може бути абсолютно будь-який автомобіль.
Мета охоронної сигналізації - дати знати господарю про можливу спробу викрадення автомобіля або привернути увагу людей, що знаходяться поряд з машиною, що повинне налякати викрадачів. Найкращий варіант автосигналізації, коли навіть ті люди, які її створили або встановлювали, не здатні її обійти, так щоб вона не спрацювала.
Для того, щоб відкрити автомобіль, викрадачі найчастіше користуються наступними способами: підбором ключів, віджиманням або зняттям стекол або ж простим штовханням незачинених дверей, відключенням живлення.
Злодії часто використовують пастку, яку називають «розгойдування клієнта», тобто автомобіліста вимушують відключити сигналізацію, переконуючи його у тому, що сигналізація несправна. Викрадачі протягом декількох днів настирливо добиваються спрацьовування сигналізації. Такі дії вимушують автомобіліста завагатися в справності сигналізації і відключити її, відкриваючи дорогу викрадачу. Щоб не опинитися в подібній ситуації, автомобільний охоронний сигналізатор на мікроконтролері PIC16F84A створений так що сигналізація спрацьовує лише в тому випадку, коли на автомобілі відкриваються двері, капот або кришка багажника, у такому випадку блокується замок запалення, що не дає змогу викрадачам завести машину.
Отже, мета даного курсового проекту є розробка системи автомобільного охоронного сигналізатора на мікроконтролері PIC16F84A, завдяки якому наш пристрій схемо технічно стає дуже простим, економним і надійним. Також додається можливість вводити нові вузли та змінювати часові відношення, за допомогою корегування програми мікроконтролера.
ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Розробка будь-якого електронного пристрою або системи повинна починатися із технічних вимог. Автомобільний охоронний сигналізатор, що розробляється в даному курсовому проекті повинен задовольняти наступним технічним характеристикам, які фігурують у завданні на курсовий проект:
Напруга живлення, В
12
Максимальний струм споживання, мА
25
Струм споживання в охоронному режимі, мА
3
Напруга живлення мікросхем, В
5
Тактова частота мікроконтролера, МГц
4
Верхня температурна межа, оС
85
Нижня температурна межа, оС
-40
Напруга живлення мікроконтролера, В
4…6
Вологість повітря, %
70…90
Умови експлуатації стаціонарні
Автофургонні
2. ОГЛЯД ТА АНАЛІЗ АНАЛОГІВ

Перед тим як почати характеризувати розроблену мною схему автомобільного охоронного сигналізатора на мікроконтролері, я б хотів описати принцип роботи пристрою, який має подібне функціональне призначення. Саме він і став основою для розробки моєї схеми. А вона, в свою чергу, є його логічним продовженням, оскільки призначення в неї майже таке саме, але функціональні можливості вже набагато ширші і більш пристосовані до сучасних умов життя.

2.1 Структурна схема охоронного сигналізатора на транзисторах

Рис. 2.1. Структурна схема аналога[8]

Структура розглядуваного аналога складається з:

– акумулятора (+12В);
– тумблера, який слугує для ввімкнення та вимкнення сигналізації;
– реле звукових сигналів;
– електронного ключа, який періодично включає реле звукових сигналів;
– таймера, який контролює тривалість сигнальних посилок і паузу між ними;
– датчика гойдань, який відслідковує, щоб автомобіль стояв на місці;
– мультивібратора.
На рис. 2.1 представлена структурна схема автомобільного охоронного пристрою на транзисторах. Джерелом живлення даного пристрою слугує звичайний автомобільний акумулятор напругою 12 В. Вмикається спеціальною прихованою кнопкою.
2.2 Опис принципу роботи охоронного сигналізатора на транзисторах

Автомобільний охоронний пристрій на транзисторах встановлюється усередині салону автомобіля і забезпечує включення звукового сигналу при проникненні стороннього в автомобіль.
Основні технічні характеристики пристрою:
· час переходу в режим охорони від 7 до 10 секунд.
· час затримки спрацювання сигналізації від 5 до 7 секунд.
· тривалість звучання сигналу тривоги від 60 до 120 секунд.
· тривалість звукової посилки 0,5 секунд.
· тривалість паузи 1,5 секунд.
· струм споживання в режимі охорони не більше ніж 3 мА.
Принципова електрична схема автомобільного охоронного пристрою на транзисторах приведена на рис. 1.1 (див. Додаток 1).
Розглянемо принцип дії даного пристрою. Перед виходом з автомобіля водій включає тумблер SA1, встановлений в потайному місці. При цьому напругою +12 V, яка йде від акумулятора, через резистор R2 опором 5-10 МОм відбувається заряд конденсатора С1. Час заряду конденсатора С1 приблизно складає 7-10 с. За цей час водій повинен вийти з автомобіля і закрити за собою двері. Після заряду конденсатора С1 відкривається польовий транзистор VT1, і на стік транзистора VT2 поступає напруга негативної полярності, оскільки негативна клема акумулятора заземлена на корпус автомобіля. На затвор транзистора VT2 подається «замикаючий» позитивний потенціал, який створюється падінням напруги на резисторі R3. Струм, споживаний автомобільним охоронним пристроєм в режимі охорони, складає одиниці міліампер, а саме 3 мА.
При відкритті дверей водія, замикаються контакти вимикача SB1, а при гойданні автомобіля спрацьовує датчик гойдання SB2, при цьому через резистор R1 на затвор транзистора VT2 поступає напруга, що відкриває його. Струм, що протікає через резистор R1, швидко заряджає «запам'ятовуючий» конденсатор С2, який протягом 1-2 хвилин підтримуватиме транзистор VT2 у відкритому стані, навіть тоді коли розімкнуться контакти вимикача SB1 і датчика SB2. Струм, що протікає через відкритий транзистор VT2 і резистор R6, заряджає конденсатор СЗ. За час 5-7 секунд напруга на ньому досягає 4 В. Якщо за цей час тумблер SA1 не буде вимкнений, то мультивібратор, зібраний на транзисторах VT3, VT4, із загальмованого стану перейде в автоколивальний режим. При цьому електронний ключ на транзисторі VT5 періодично включатиме реле звукових сигналів К1. Контактами цього реле включається штатний сигнальний пристрій автомобіля.
При відкритті решти дверей автомобіля (окрім дверей водія), капота, кришки багажника замикаються вимикачі SB3 - SBn. При цьому конденсатор СЗ миттєво заряджає до напруги живлення, що приводить до негайного спрацьовування звукової сигналізації автомобіля.
Настройка охоронного сторожа полягає в установці тривалості і періодичності повторення звукових сигналів. Час звучання звукової сигналізації після закриття дверей автомобіля може регулюватися підбором місткості конденсатора С2. Тривалість сигнальних посилок і пауза між ними визначаються місткостями конденсаторів С4 і С5. Для вказаних на схемі номіналів цих елементів тривалість звучання і паузи відповідно рівні 0,5 і 1,5 секунд.
При монтажі схеми слід користуватися заземленим паяльником, інакше його електростатичний потенціал може вивести з ладу польові транзистори VT1 і VT2. У схемі польові транзистори VT1, VT2 типу КП103 можна замінити на КП301, а транзистор VT5 типу КТ816Б - на КТ818А або КТ837. Всі електролітичні конденсатори в схемі повинні бути з малими струмами витоку. Можна використовувати конденсатори типів К52, К53 з різними індексами. У автомобілях, не обладнаних реле К1, яке дає включення звукових сигналів, необхідно встановити додаткове реле типу РС-527, використовуване в ланцюзі включення фар автомобіля, або реле стартера типу РС-507Б.
2.3 Опис принципу роботи електронного автосторожа

Пропонований автомобільний охоронний пристрій, який називають електронним автосторожом, при напрузі живлення 12В споживає від батареї акумуляторів в охоронному режимі струм не більше 180 мкА.
Схема автосторожа зображена на рис. 2.2. Після включення живлення тумблером SА1 поступає напруга до вузлів сторожа і починається повільна зарядка конденсатора С6 через резистор R11. В цей час на виході інвертора DD1.4 діє низький рівень, конденсатори С3 і С4 розряджені. Йде витримка часу, протягом якої власник автомобіля може вийти з салону і закрити за собою двері. Через відрізок часу, рівний = 0,7*R11*С6 (час - в секундах, якщо опір в мегаомах, а місткість - в мікрофарадах), на виході інвертора DD1.4 встановиться високий рівень і сторож перейде в черговий режим.
Якщо тепер відкрити кришку багажника або капот, замкнуться контакти SF1 або SF2, на виході інвертора DD1.1 виникне високий рівень і почнеться зарядка конденсатора С4 через резистор R6 і діод VD5, а також конденсатора С3 через діод VD8. Зарядка цих конденсаторів відбудеться також при включенні запалення, при цьому відкриється транзистор VТ1, забезпечуючи низький рівень на вході інвертора DD1.1.
Рис. 2.2. Принципова схема електронного автосторожа[13]

Через короткий час конденсатори С3 і С4 будуть заряджені і на виході інвертора DD1.3 встановиться низький рівень. Далі починає відкриватися транзистор VТ2, що комутує ланцюг реле звукового сигналу автомобіля. Звукові сигнали тривоги повторюються протягом часу біля 0,7*R9*СЗ. Після цього сторож знову переходить в охоронний режим.
При відкритих капоті або багажнику, при включеному запаленні сигнали тривоги подаються до тих пір, поки або не буде знеструмлений сторож тумблером SА1, або не будуть закриті капот, кришка багажника і вимкнено запалення.
Якщо в черговому режимі будуть відкриті двері салону автомобіля, швидко заряджатиметься конденсатор СЗ, а через час 0,7*R10*С4 (7...12 секунд) - конденсатор С4. За цей проміжок часу сторож повинен бути вимкнений, інакше зазвучить тривожний сигнал. Всі тимчасові витримки можуть бути змінені відповідним вибором номіналів часозатримуючих ланцюгів.
Вузол С2R14VD10С7 служить для вирівнювання стрибків напруги в бортовій мережі, що перевищують 15 В, і для захисту від перешкод. Діод VD1 захищає транзистор VT2 від зміни напруги самоіндукції, що може виникати на обмотці реле звукового сигналу. Діод припаяний до виведень цього реле.
Основна печатна плата та схема розміщення елементів данного аналога показана на рис.3.1 (див. Додаток 3).

3. ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ

3.1 Розробка структурної схеми

Структурна схема автомобільного охоронного сигналізатора зображена на кресленні (дивіться графічну частину. Схема електрична структурна) та на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Структурна схема автомобільного охоронного сигналізатора.

Розглянувши структуру та принцип функціонування аналога, можна зробити висновок, що для побудови автомобільного охоронного сигналізатора пристрій повинен включати такі основні блоки:

1. мікроконтролер;
2. кварцовий резонатор;
3. світловий сигналізатор;
4. електронний ключ до системи запалення;
5. електронний ключ до сирени;
6. контакти капот-багажник;
7. датчик до замку запалення;
8. стабілізатор;
9. вмикач;
10. акумуляторна батарея.
На рис. 3.1 зображена структурна схема автомобільного охоронного сигналізатора. Джерелом живлення даного пристрою слугує звичайний акумулятор автомобіля напругою 12В, від якої напруга живлення на всі інші елементи схеми подається через стабілізатор напруги.
Умовно всі лінійні інтегральні стабілізатори напруги можна поділити на декілька груп. До однієї групи можна віднести стабілізатори з фіксованою вихідною напругою. Всередині цієї групи вони ще класифікуються за полярністю сформованої на виході напруги (позитивну чи негативну, відносно загального проводу), за величиною вихідної напруги і по максимальному струму, що віддається в навантаження. Перераховані параметри є ключовими.
Іншу групу представляють регульовані стабілізатори, вихідна напруга яких може змінюватись в деяких визначених межах. Вони також розрізняються за полярністю і по вихідному струму. В самостійну групу виділяють багатоканальні стабілізатори, які формують на виході декілька напруг, а подекуди навіть різної полярності. І ще одна група - стабілізатори з відносно малою потужністю, які нерідко характеризуються мінімальною різницею напруг між входом і виходом (впритул до 0,1 В).
В даному приладі стабілізатором напруги слугує інтегральний стабілізатор типу KP1157EH502A, який належить до першої групи вищеперерахованої класифікації, і на виході якого формується напруга живлення +5В. На рис. 2.1 (див. Додаток 2) приведена схема інтегрального стабілізатора напруги, зібраної на ІМС типу KP1157EH502A. Вибір інтегрального стабілізатора напруги був обумовлений його перевагами: високою надійністю, високим ККД, малими розмірами, низькою вартістю.
Саме в якості пристрою керування було використано мікроконтролер фірми „Microchip” (США) - PIC16F84А. Вибір даної мікросхеми ґрунтується на тому, що вона володіє високою швидкодією, широкими функціональними можливостями. Вбудований енергонезалежний запам'ятовуючий пристрій дозволяє записувати та оперативно змінювати величину проміжкової частоти цифрової шкали.
Мікроконтролери підгрупи PIC16F8x відносяться до сімейства 8-розрядних КМОП мікроконтролерів групи PIC16Cxxx, для яких характерна порівняно низька вартість, повністю статична КМОП-технологія та висока продуктивність. Випускаються у корпусах з 18 та 28 виводами, залежно від типу, з попередньо заданим типом зовнішнього генератора тактових імпульсів - кварцовим резонатором чи RC-ланкою.
Всі мікроконтролери підгрупи PIC16F8x використовують гарвардську архітектуру з RISC-процесором, які володіють наступними основними властивостями:
– використовується тільки 35 простих команд;
– всі команди виконуються за один цикл (400 нс при частоті 10 МГц), крім команд переходу, які потребують два цикли;
– робоча частота 0 Гц ... 10 МГц (в даному випадку 4 МГц);
– роздільні шини даних (8 біт) і команд (14 біт);
– 512 14 або 1024 14 біт пам'ять програм, виконана на постійному запам'ятовуючому пристрої (ПЗП) чи електрично перепрограмованій пам'яті типу „Flash”;
– 15 восьми розрядних регістрів спеціальних функцій (SFR);
– Восьми рівневий апаратний стек;
– пряма, непряма і відносна адресація даних і команд;
– 36 або 68 восьмирозрядних регістрів загального призначення (GPR);
– 64 8 біт ПЗП з можливістю електричного перепрограмування (EEPROM) - пам'ять даних з можливістю виконання 1 млн. циклів стирання і перезапису;
– чотири джерела переривань:
а) зовнішній вхід RB0/INT;
б) переповнення таймера TMR0;
в) зміна сигналів на лінія портів RB;
г) завершення запису даних в пам'ять EEPROM;
– збереження даних в EEPROM на протязі, як мінімум, 40 років.
Основні характеристики мікроконтролера PIC16F84А описані в таблиці 3.1.
Таблиця 3.1. Основні характеристики мікроконтролера
Параметр
Значення
Максимальна частота задаючого генератора, Мгц
4
Flash-пам'ять програм, байт
1024
Пам'ять даних, байт
68
Пам'ять даних в EEPROM, байт
64
Таймери
TMR0
Число джерел переривань
4
Число ліній вводу/виводу
13
Діапазон напруги живлення, В
2,0 - 6,0
Число виводів, тип корпуса
18 DIP, SOIC
Мікроконтролери підгрупи PIC16F8x володіють розвинутими можливостями вводу/виводу:
– 13 ліній вводу/виводу з індивідуальною установкою напрямку обміну;
– високий вхідний/вихідний струм, достатній для управління, наприклад, світлодіодом;
– максимальний вхідний струм - 25 мА;
– максимальний вихідний струм - 20 мА;
– 8-бітний таймер/лічильник TMR0 з 8-бітним попереднім подільником.
Спеціалізовані мікроконтролерні функції мають наступні властивості:
– автоматичний скид при включенні (Power-on-Reset);
– таймер включення при скиді (Power-up Timer);
– таймер запуску генератора (Oscillator Start-up Timer);
– сторожовий (Watchdog) таймер WDT з власним вбудованим генератором, що забезпечує підвищену надійність;
– економний режим Sleep.
Мікроконтролери підгрупи PIC16F8x розрізняються між собою тільки об'ємом і типом пам'яті програм. Наявність у складі підгрупи мікроконтролерів з Flash-пам'яттю полегшує створення і наступну відладку прототипів промислових зразків.
Спрощена структурна схема мікроконтролерів підгрупи PIC16F8x показана на рис. 3.2.
Рис. 3.2. Структурна схема мікроконтролера підгрупи PIC16F8x[10]
Архітектура ґрунтується на концепції роздільних шин та областей пам'яті для даних і для команд (гарвардська архітектура). Шина даних та пам'ять даних (ОЗП) - мають ширину 8 біт, а програмна шина і програмна пам'ять (ПЗУ) - 14 біт. Така концепція забезпечує просту, але ефективну систему команд, розроблену так, що бітові, байтові та регістрові операції працюють з високою швидкістю і з перекриттям за часом вибірок команд та циклів виконання. 14-бітна ширина програмної пам'яті забезпечує вибірку 14-бітної команди в один цикл.
Двоступеневий конвеєр забезпечує одночасну вибірку та виконання команди. Всі команди виконуються за один цикл, крім команд переходу. Програмний лічильник мікроконтролера починає працювати з нульової адреси пам'яті програм. Мікроконтролер PIC16F84А адресує 1024 14 біт пам'яті програм. Вся пам'ять є внутрішньою.
Мікроконтролер може прямо або непрямо звертатись до регістрів чи пам'яті даних. Всі регістри спеціальних функцій, включаючи лічильник команд, відображаються на пам'ять даних.
Ортогональна (симетрична) система команд дозволяє виконувати будь-яку команду над будь-яким регістром із використанням довільного методу адресації. Ортогональна архітектура і відсутність спеціальних виключень дозволяє зробити програмування мікроконтролерів групи PIC16F8x простим та ефективним.
Мікроконтролер містить 8-розрядний арифметико-логічний пристрій (АЛП) та робочий регістр W (див. рис. 3.2). АЛП представляє собою арифметичний модуль загального призначення і виконує арифметичні та логічні функції над вмістом робочого регістра і будь-якого з регістрів контролера. АЛП може виконувати операції додавання, віднімання, зсуву, логічні операції.
Призначення виводів мікроконтролера PIC16F84 приведені в таблиці 3.2.
Таблиця 3.2 . Призначення виводів
Позначення
Тип
Призначення
OSC1
I
Вхід кристала генератора, RC-ланки чи зовнішнього тактового сигналу.
OSC2
O
Вихід кристала генератора.
MCLR
I/P
Сигнал скид/вхід напруги програмування. Скид при низькому рівні.
RA0
I/O
Порт А (RA0...RA4) - двонаправлений порт введення-виведення.
RA4/TOCKI може бути вибраний як тактовий вхід таймера/лічильника TMR0.
RA1
I/O
RA2< и т.д.................


Перейти к полному тексту работы



Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.