Проектирование автоматической системе полива на микроконтроллере

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по теме:

«Проектирование автоматической системе полива на микроконтроллере»

для специальности:  «Компьютерные системы и комплексы»

по дисциплине:         Микропроцессорные системы

2016 г

ВВЕДЕНИЕ

Разработка автоматизированной системы управления поливом на базе микроконтроллера AVR АТMEGA 8А представляет собой решение одной из важных задач в сфере сельского хозяйства, особенно в настоящее время, время импортозамещения.

Целью данного курсового проекта является практическое применение знаний, полученных в области изученных курсов “Микропроцессоры и микропроцессорные системы”, “Основы алгоритмизации и программирования”, “Проектирование цифровых устройств».

Результатом проектирования является разработка схемы и программы управления с помощью контроллера.

Исходные данные для проектирования:

Входы: сигналы с датчика анализа состояния почвы;

Выходы: измерение влажности грунта;

Индикация влажности;

Управление включением насоса с помощью исполнительного устройства.

Отсюда следует, что в процессе проектирования должны быть выполнены все этапы от технического задания до реализации проекта в выбранной элементной базе (микроконтроллер ATMEL ATmega8A с использованием сред WinAVR и CodeVisionAVR.

1 Анализ исходных данных для проектирования, разработка технического задания.  

Заданием для проектирования является разработка схемы управления поливом и программы с помощью контроллера  AVR АТMEGA 8А.

Исходные данные:  

Входы: сигналы с датчика анализа состояния почвы;

Выходы: измерение влажности грунта;

Индикация влажности;

Управление включением насоса.

Это означает, что необходимо выполнить все этапы проектирования от технического задания до реализации проекта в выбранной элементной базе (микроконтроллер ATMEL ATmega8A(Рисунок 2),) с использованием сред Win AVR и CodeVision AVR.

МИКРОКОНТРОЛЛЕР, НАГРУЗКА, ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ РЕЛЕ, ДЕЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, УПРАВЛЕНИЕ, ВСТРОЕННЫЙ, LCD-ДИСПЛЕЙ.

Существует множество схем управления поливом, включая разнообразные типы датчиков, схем управления, выполненных на электронных элементах, а также с использованием разнообразных контроллеров.

В предлагаемом проекте выбран принцип измерения состояния почвы, основанный на явлении резистивного изменения сопротивления почвы. Устройство измеряет сопротивление почвы, индицирует ее состояние и сигнализирует о чрезмерном пересыхании почвы. При этом осуществляется автоматическая подача воды для полива в зависимости от состояния грунта.

Реализация устройства, предназначенного для измерения проводимости почвы происходит на микроконтроллере AVR АТMEGA 8А.

Микроконтроллеры AVR имеют гарвардскую архитектуру (программа и данные находятся в разных адресных пространствах) и систему команд, близкую к идеологии RISC. Процессор AVR имеет 32 8-битных регистра общего назначения, объединённых в регистровый файл. В отличие от "идеального" RISC, регистры не абсолютно ортогональны.

Реализация обмена данными с персональным компьютером осуществляется по протоколу UART (универсальный асинхронный приемопередатчик) — старейший и самый распространенный на сегодняшний день физический протокол передачи данных.

AVR одно из самых интересных направлений, развиваемых корпорацией Atmel. Они представляют собой мощный инструмент для создания современных высокопроизводительных и экономичных многоцелевых контроллеров.

Используя техническое задание на разработку системы полива, предлагается устройство для измерения “сопротивления” почвы, которое будет датчиком и передавать информацию на схему управления на микроконтроллере AVR АТMEGA 8А

Используя требования к проектированию, предлагается доступная и сравнительно дешевая элементная база, написание прошивки для микроконтроллера на языке программирования C/C++ либо ассемблер, использование тестового подхода к проверке исправности модели устройства. Способ проверки – физическое тестирование основных функций устройства.