Domov › Služby › Semafor a přechod pro chodce na mikrokontroléru. Význam a střídání signálu. Stručná charakteristika zařízení

Semafor a přechod pro chodce na mikrokontroléru. Význam a střídání signálu. Stručná charakteristika zařízení

Odeslání vaší dobré práce do znalostní báze je snadné. Použijte níže uvedený formulář

Studenti, postgraduální studenti, mladí vědci, kteří využívají znalostní základnu při studiu a práci, vám budou velmi vděční.

Podobné dokumenty

Návrh systému řízení dopravy na křižovatce (systém řízení semaforu) na bázi skupinového mikrokontroléru PIC 16F84. Princip činnosti zařízení, funkční schéma a popis jeho prvků. Algoritmus a výpis programu.

práce v kurzu, přidáno 24.12.2012

Design schematický diagram zobrazovací zařízení založená na 8bit mikrokontrolér AVR typ ATmega16 napájený z 10V zdroje a zobrazující data na grafickém LCD displeji. Rozvoj software mikrokontrolér.

práce v kurzu, přidáno 19.12.2010

Vlastnosti mikrokontroléru ATTINY z rodiny AVR. Popis zdrojů mikrokontroléru ATTINY12: popis procesoru, vstupní/výstupní porty, periferie architektura jádra. Vývoj zařízení se světelnými efekty na bázi mikrokontroléru.

práce v kurzu, přidáno 24.06.2013

Popis integrátoru prvního řádu. Recenze mikrokontroléru ATmega16. Dodatečná definice hardwarové sady. Schéma zapojení mikrokontroléru. Tvorba hodinových pulsů. Resetovat organizaci. Algoritmus činnosti a návrh modulů zařízení.

práce v kurzu, přidáno 19.12.2010

Navrhování šachových hodin s funkcí budíku. Tvorba a rozvržení deska s plošnými spoji založené na mikrokontroléru pomocí programu Proteus, výběr jeho architektury. Vývoj schématu a programový kód. Testování prototypu na prkénku.

práce, přidáno 22.01.2016

Postup pro popis a vývoj strukturálních a funkční schéma mikroprocesorový systém založený na mikrokontroléru K1816BE31. Zdůvodnění výběru prvků, vytvoření schematického diagramu tohoto systému a programu pro inicializaci hlavních komponent.

práce v kurzu, přidáno 16.12.2010

Praktické příklady a oni implementace softwaru v assembleru pro mikrokontrolér rodiny MCS-51 (MK51). Použití příkazů pro přenos dat. Aritmetický a logický, bitové operace v MCS-51. Interakce mikrokontroléru s řídicím objektem.

práce v kurzu, přidáno 19.02.2011

Blokové schéma mikrokontrolérový systém. Schémata zapojení mikrokontroléru, digitální a analogové signály, lineární displej a klávesnice. Text hlavní program v jazyce symbolických instrukcí pro MK51. Program pro vstup a zpracování analogových informací.

práce v kurzu, přidáno 19.12.2013

Odeslání vaší dobré práce do znalostní báze je snadné. Použijte níže uvedený formulář

Studenti, postgraduální studenti, mladí vědci, kteří využívají znalostní základnu při studiu a práci, vám budou velmi vděční.

Zveřejněno dne http:// www. všechno nejlepší. ru/

FEDERÁLNÍ AGENTURA PRO VZDĚLÁVÁNÍ RF

Stát vzdělávací instituce střední odborné vzdělání

Vysoká škola statistiky, informatiky a informatiky v Ufa

Pvysvětlující poznámka

Semafor založený na mikrokontroléru

Abdrakhimov A.R.

projektový manažer

Michurin E.A.

ZAVEDENÍ

1. POPIS RELEVANTNOSTI ÚKOLU A ROZSAHU APLIKACE

1.1 Semafory

1.2 Druhy semaforů

1.3 Návrh semaforů

2. VÝZKUM, NÁVRH A VÝVOJ OBVODŮ

2.1 Přehled charakteristik mikrokontroléru ATtiny25V

ZÁVĚR

SEZNAM POUŽITÝCH REFERENCÍ A PŘEDPISŮ A TECHNICKÉ DOKUMENTACE

APLIKACE

ZAVEDENÍ

Podpora technická úroveň a účinnost elektronických zařízení založená na nejnovějších pokrokech v elektronice je jednou z nejdůležitější úkoly rozvoj společnosti. Vytváření mikroprocesorů je poháněno pokroky v technologii výroby ve velkém měřítku. integrované obvody(BIS). Po nástupu mikroprocesorů se při řešení používá speciální multifunkční zařízení velký početúkoly moderní technologie. Mikroprocesory umožňují vytvářet na jediném technologickém základu obvodů pomocí programování různé typy zařízení. Ve své práci jsem se tedy rozhodl implementovat zařízení založené na mikroprocesoru. Jako mikrokontrolér byl vybrán AVR (ATtiny25V).

V této práci bylo vyvinuto zařízení na mikrokontroléru a napsán program. Toto zařízení je semafor založený na mikrokontroléru.

Při navrhování této práce v kurzu byly stanoveny následující úkoly:

1) Promyslete, navrhněte a otestujte v praxi zařízení založené na mikrokontroléru;

2) napsat a zkompilovat program pro mikrokontrolér

3) zvážit programování mikrokontrolérů.

1 . POPIS RELEVANTNOSTI ÚKOLU A ROZSAHU APLIKACE

V této kurzové práci, založené na mikrokontroléru ATtiny25V, bylo navrženo a implementováno zařízení - semafor na bázi mikrokontroléru.

Rychlý proces motorizace pokrývá každý rok vše větší číslo země, vozový park a počet osob zapojených do silničního provozu neustále roste. Růst vozového parku a objem dopravy vede ke zvyšování intenzity dopravy, což ve městech s historicky rozvinutou zástavbou vede ke vzniku dopravního problému. Zvláště akutní je na křižovatkách silniční sítě. Zde narůstají dopravní zpoždění, tvoří se fronty a zácpy, což způsobuje snížení rychlosti komunikace, neodůvodněnou nadměrnou spotřebu paliva a zvýšené opotřebení komponentů a sestav. vozidel.

Proměnlivý způsob dopravy, časté zastavování a hromadění aut na křižovatkách jsou důvodem zvýšeného znečištění ovzduší města produkty nedokonalého spalování paliva. Městské obyvatelstvo je neustále vystavováno hluku z dopravy a výfukovým plynům.

Zároveň roste počet silničních dopravních nehod (RTA), při kterých jsou na celém světě zabity a zraněny miliony lidí, poškozeno a poškozeno drahé vybavení a náklad. Více než 60 % všech dopravních nehod se stane ve městech a jinde osad. Více než 30 % všech dopravních nehod se přitom koncentruje na křižovatky, které zabírají malou část území města.

Zajištění rychlé a bezpečné dopravy v moderních městech vyžaduje použití souboru architektonických, plánovacích a organizačních opatření. Architektonická a plánovací činnost zahrnuje výstavbu nových a rekonstrukci stávajících ulic, výstavbu dopravních křižovatek v různé úrovně, tunely pro pěší, obchvaty kolem měst, aby se odklonily toky tranzitní dopravy atd.

Organizační opatření pomáhají zefektivnit provoz na již existující (vybudované) silniční síti. Mezi taková opatření patří zavedení jednosměrného provozu, kruhové objezdy na křižovatkách, organizace přechodů pro chodce a pěších zón, parkovišť, zastávek hromadnou dopravou atd.

Zatímco organizace architektonických a plánovacích akcí vyžaduje kromě značných investic i poměrně velké časové období, organizační akce schopný vést, byť dočasně, ale srovnatelně rychlý účinek. v některých případech fungují jako jediný prostředek k řešení dopravního problému organizační opatření.

Hovoříme o organizování dopravy v historicky zavedených čtvrtích starých měst, která jsou často architektonickými památkami a nelze je rekonstruovat. Rozvoj silniční sítě je navíc často spojen s likvidací zelených ploch, což není vždy vhodné.

Při zavádění opatření k organizaci dopravy má implementace zvláštní roli technické prostředky: dopravní značky a dopravní značení, semafory, silniční zábrany a vodicí zařízení. Regulace semaforů je přitom jedním z hlavních prostředků zajištění bezpečnosti provozu na křižovatkách. Počet křižovatek vybavených semafory v největších světových městech vysoká úroveň motorizace se neustále zvyšuje a v některých případech dosahuje poměru: jedno světelné zařízení pro 1,5-2 tisíce obyvatel města.

Pro posledních letech u nás i v zahraničí se intenzivně pracuje na vytvoření komplexu automatizované systémy pomocí řídicích počítačů, automatizace, telemechaniky, dispečerské komunikace a televize k řízení dopravy v měřítku velké oblasti nebo celého města. Provozní zkušenosti takových systémů přesvědčivě demonstrují jejich efektivitu při řešení dopravního problému.

1.1 Semafory

Význam a střídání signálu.

Semafory jsou navrženy tak, aby umožňovaly účastníkům provozu střídavý průjezd konkrétní oblast silniční sítě, jakož i k označení nebezpečných úseků komunikací. V závislosti na podmínkách se semafory používají k řízení provozu v určitých směrech nebo podél samostatných jízdních pruhů v daném směru:

v místech, kde jsou konfliktní dopravní proudy, stejně jako dopravní a pěší proudy (křižovatky, přechody pro chodce);

· podél jízdních pruhů, kde se může směr pohybu změnit na opačný;

· na železničních přejezdech, padacích mostech, molech, přívozech, přejezdech;

· když vozidla speciálních služeb vjíždějí na silnice se silným provozem;

· pro řízení provozu vozidel veřejné použití.

Pořadí střídání signálů, jejich typ a význam, přijaté v Rusku, jsou v souladu s Mezinárodní úmluvou o dopravních značkách a signálech. Signály se střídají v tomto pořadí: červená - červená se žlutou - zelená - žlutá - červená...

Při absenci dalšího úseku zakazuje červený neblikající signál pohyb po celé šířce vozovky. Zbývající typy červeného signálu mají speciální účel:

· konturovaná černá šipka na červeném kulatém pozadí zakazuje pohyb ve směru vyznačeném šipkou;

· šikmý červený kříž na černém čtvercovém pozadí

· zakazuje vjezd do jízdního pruhu, nad kterým se nachází;

· červená silueta stojící muž zakazuje pohyb chodců;

· červený blikající signál nebo dva červené střídavě blikající signály zakazují jízdu na železniční přejezd, padací most, přístaviště trajektů a další místa, která představují zvláštní nebezpečí pro provoz.

· Žlutý neblikající signál zavazuje všechny řidiče k zastavení před čárou zastavení s výjimkou těch, kteří již nemohli zastavit s ohledem na požadavky bezpečnosti provozu. Žlutý signál spojený s červeným signálem varuje, že zelený signál se okamžitě zapne. Žlutý blikající signál nezakazuje provoz a slouží k označení křižovatek, které nemusí být pro řidiče viditelné na vzdálenost dostatečnou k zastavení vozidla.

· Zelený neblikající signál v nepřítomnosti dodatečná omezení, stejně jako doplňkový semaforový úsek, umožňuje provoz přes celou šířku vozovky ve všech směrech. Zelený blikající signál indikuje konec aktivačního cyklu.

Typy zeleného signálu a jejich účel jsou následující:

· obrysová černá šipka na zeleném pozadí kulatého tvaru, stejně jako zelená šipka na černém pozadí kulatého tvaru - umožňují pohyb ve směru šipky;

· zelená šipka směřující dolů na černém čtvercovém pozadí umožňuje pohyb po jízdním pruhu, nad kterým je umístěn semafor;

· signál v podobě zelené siluety kráčející osoby umožňuje pohyb chodců.

· Zelená šipka části doplňkového semaforu umožňuje pohyb ve směru vyznačeném šipkou bez ohledu na signál hlavního semaforu. Zároveň červený signál hlavního semaforu zbavuje řidiče jedoucího ve směru svítící zelené šipky doplňkového úseku přednosti. Úsek, který je vypnutý, zakazuje pohyb ve směru šipky tohoto úseku, i když svítí zelený signál hlavního semaforu.

Povolený směr pohybu vozidel závisí na kombinaci zahrnutých signálů horní a dolní řady speciálního semaforu (pokud je použit). Když je spodní signál vypnutý, je zakázán pohyb ve všech směrech.

1.2 Druhy semaforů

Semafory lze klasifikovat podle jejich funkční účel(doprava, pěší); Podle design(jedno-, dvou- nebo třídílné, třídílné s přídavnými sekcemi); podle jejich role vykonávané v procesu řízení pohybu (hlavní, záložní a opakovače).

V příloze 1 jsou uvedeny některé semafory používané u nás k ovládání provoz. V souladu s GOST 25695-83 "Silniční semafory. Všeobecné technické podmínky" jsou rozděleny do dvou skupin: doprava a pěší. Semafory každé skupiny jsou zase rozděleny do typů a verzí. Existuje sedm typů semaforů a dva typy chodců. Každý semafor má své číslo. První číslice čísla znamená skupinu (1 - dopravní semafor, 2 - chodec), druhá číslice - typ semaforu, třetí číslice (nebo číslo) - typ jeho provedení.

Dopravní semafory typu 1 (mimo návěstidla doplňkových úseků) a typu 2 mají tři kruhová návěstidla o průměru 200 nebo 300 mm, umístěná svisle. Výjimečně je u semaforů typu 1 povoleno vodorovné umístění návěstidel. Pořadí uspořádání shora dolů (zleva doprava): červená, žlutá, zelená.

Další úseky se používají pouze se semafory typu 1 se svislými signály a mají signál ve formě šipky na černém kulatém pozadí.

Pro lepší uznáníŘidič doplňkového úseku (zejména za tmy) vyznačí na čočce hlavního zeleného semaforu obrysy šipek, které udávají směry pohybu povolené tímto návěstidlem. Za stejným účelem, pokud existují další úseky, je semafor vybaven bílou obdélníkovou obrazovkou vyčnívající nad rozměry semaforu. Umístění sekcí závisí na směru šipky.

U dopravních semaforů typu 2 jsou na všech čočkách aplikovány obrysy šipek označujících povolený (zakázaný) směr pohybu. Navíc, na rozdíl od červených a žlutých signálů, zelený signál tohoto typu semaforů je zelená šipka na černém pozadí. Značky jsou umístěny pod nebo nad semafory bílý s obrazem šipek mířících stejným směrem jako obrysy šipek na čočkách.

Semafory typu 1 se používají k regulaci všech směrů provozu na křižovatce. Jejich použití je povoleno i před železničními přejezdy, křižovatkami s tramvajovými a trolejbusovými tratěmi, zúžením vozovky apod. Semafory typu 2 se používají k regulaci provozu v určitých směrech (na čočkách označeny šipkami) a pouze v případech, kdy dopravní proud v těchto směrech nemá křižovatky nebo slučování s jinými dopravními nebo pěšími proudy (bezkonfliktní regulace). Pokud je vozovka dostatečně široká a na nájezdu ke křižovatce je více než čtyři jízdní pruhy, je vhodné použít k regulaci provozu po jízdních pruzích semafory tohoto typu.

Specifické použití semaforů typu 2, spojené s bezkonfliktní regulací, neumožňuje jejich společnou instalaci se semafory typu 1 na stejném nájezdu do křižovatky. Výjimkou je situace, kdy jsou dopravní proudy od sebe odděleny vyvýšenými ostrůvky nebo středními pásy. Na stejné vozovce by tedy řidič měl vidět semafory stejného typu.

Dopravní semafory typu 3 se používají jako opakovače signálů semaforů typu 1. Svým způsobem vzhled připomínají semafory tohoto typu, ale na rozdíl od nich mají menší celkové rozměry a průměry signálů 100 mm. Pokud má hlavní semafor (typ 1) další úsek, je vybaven i opakovací semafor doplňkový oddíl přirozeně zmenšená velikost.

Semafory typu 3 se umísťují pod hlavní semafor ve výšce 1,5-2 m od vozovky, pokud je pro řidiče stojícího na čáře zastavení ztížená viditelnost hlavních světelných signálů. Semafory tohoto typu lze využít i pro řízení cyklistické dopravy na křižovatkách mezi silnicí a cyklostezkou. V tomto případě je nad nimi umístěna bílá deska s vyobrazením symbolu jízdního kola.

Semafory typu 4 slouží k řízení vjezdů do jednotlivých jízdních pruhů. Tato potřeba vzniká například při organizování zpětného pohybu. Semafory tohoto typu jsou instalovány nad každým jízdním pruhem na jeho začátku. Mají horizontální uspořádání signálů: vlevo - ve formě šikmého červeného kříže; vpravo - ve formě zelené šipky směřující dolů. Oba signály jsou prováděny na černém obdélníkovém pozadí. Rozměry každý znak 450-500 mm.

Semafory typu 4 lze použít se semafory typu 1, pokud není zpětný provoz organizován po celé šířce vozovky. V tomto případě se účinek semaforů typu 1 nevztahuje na vratné jízdní pruhy. Je zakázáno vjíždět do jízdního pruhu ohraničeného z obou stran dvojitou přerušovanou čárou (označení 1.9) při vypnutém semaforu typu 4 umístěném nad tímto jízdním pruhem. V opačném případě existuje možnost vjet do protijedoucího provozu (např. pokud shoří červené signální žárovky jednoho ze semaforů v jízdním pruhu).

Dopravní semafor typu 5 má čtyři bílo-měsíční barevné signály kulatého tvaru o průměru 100 mm. Takový semafor se používá v případě bezkonfliktní regulace pohybu veřejných vozidel (tramvaje, linkové autobusy, trolejbusy) pohybujících se po speciálně určeném jízdním pruhu. I v těchto případech však často není potřeba instalovat semafory typu 5: schéma řízení dopravy na křižovatce zajišťuje bezkonfliktní průjezd vozidel uvedených typů spolu s obecným tokem a semafory typu 5 pouze opakujte význam signálů semaforů typu 1 nebo 2.

Při absenci speciálně určených jízdních pruhů pro vozidla hromadné dopravy nebo možnosti jejich bezkonfliktního průjezdu ztrácí použití semaforů typu 5 smysl. Řízení dopravy je prováděno semafory typu 1 nebo 2.

Semafory typu 6 mají dva (výjimečně jeden) kulatý červený signál o průměru 200 nebo 300 mm, umístěný vodorovně a fungující v režimu střídavého blikání. Když se vozidla mohou pohybovat, signály se vypnou. Semafory tohoto typu jsou instalovány před železničními přejezdy, padacími mosty, stáními železničních přejezdů a v místech, kde na vozovku vjíždějí vozidla speciálních služeb.

Semafor typu 7 má jeden signál žluť, neustále pracuje v režimu blikání. Používá se na neregulovaných křižovatkách zvýšeného nebezpečí.

Semafory typu 8 mají dvě vertikálně umístěná červená a zelená kruhová návěstidla o průměru 200 a 300 mm. Používají se při přechodném zúžení vozovky, kdy je střídavý provoz organizován v jednom jízdním pruhu a použití značek přednosti pro tyto účely je obtížné z důvodu omezené viditelnosti na tomto úseku komunikace. Kromě toho se semafory typu 8 používají také k řízení provozu s nízkou intenzitou ve vnitřních prostorách garáží, podniků a organizací, kde jsou zpravidla zavedeny rychlostní limity. V uvedených případech je povoleno i použití nejběžnějších semaforů typu 1, avšak semafory typu 8, které se od nich liší nepřítomností žlutý signál, označují specifika dopravních podmínek.

Semafory pro chodce mají dvě svisle umístěné kulaté nebo čtvercové signály o průměru kruhu nebo čtvercové strany 200 nebo 300 mm. Horní signál je červená silueta stojícího chodce, dolní signál je zelená silueta jdoucího chodce. Obě siluety jsou provedeny na černém pozadí.

Podle GOST 23457-86 jsou všechny přechody pro chodce na křižovatce řízené semafory vybaveny semafory pro chodce. Zároveň v případě, že není zajištěn bezkonfliktní průchod chodců, by měl zelený signál fungovat v režimu blikání, upozorňující chodce a řidiče na možnost průjezdu vozidel přes toky chodců.

Pro všechny typy semaforů, pokud existují dvě možnosti signálu (200 nebo 300 mm), semafory s velká velikost Signál je instalován na hlavních ulicích a náměstích, na komunikacích s maximální povolenou rychlostí vyšší než 60 km/h a také za nepříznivých podmínek viditelnosti. To zajišťuje lepší vnímání signálů účastníky silničního provozu. Zvětšená velikost signálů navíc zdůrazňuje charakter vozovky, na které se řidič nachází. Za stejným účelem je před křižovatkami s těmito komunikacemi na straně, kde byly semafory o průměru signálu 200 mm, instalován semafor se zvýšeným průměrem (300 mm) červeného signálu.

1.3 Design semaforu

Semafor se skládá ze samostatných sekcí, z nichž každá je určena pro určitý signál. V závislosti na typu semaforu mohou mít úseky různé designové prvky(tvar a velikost signálu, vlastnosti symbolu, světelný zdroj, filtr atd.). Společná pro všechny sekce je přítomnost optické zařízení.

Semafor se skládá z sekcí spojených navzájem dutými závitovými průchodkami, kterými jsou protaženy dráty. Sekce se skládá z pouzdra s víkem a sluneční clony. Ve víku je osazeno optické zařízení sestávající z reflektoru, barevného filtru, pryžového těsnícího kroužku a pohyblivého skla s elektrickou lampou. Při pohybu skla je vlákno žárovky instalováno v ohnisku reflektoru.

Vývojový trend moderní designy semaforu je zlepšit základní prvky světelně-optického systému: světelný zdroj, světelný filtr, reflektor a také spolehlivost designu jako celku. Program assembler pro mikrokontrolér semaforu

Jako zdroje světla se používají žárovky pro všeobecné a speciální účely. Jsou známá provedení, kde se jako světelný zdroj používají plynové světelné trubice nebo emitující diody. Hlavní nevýhoda žárovek obecný účel jsou velká délka vlákna, které je obtížné zaostřit, a nízká odolnost žárovek proti vibracím. Navíc mají relativně krátkou životnost (500-800 hodin), a to díky specifickému provoznímu režimu. Zvýšení životnosti žárovek je dosaženo použitím speciálních plniv (krypton), zvýšením složitosti technologie výroby vlákna a zvýšením počtu držáků vlákna.

Některé konstrukce semaforů používají jako zdroj světla nízkonapěťové halogenové žárovky. Díky zvýšenému specifickému světelnému výkonu a kompaktnímu vláknu navzdory své malé velikosti tyto žárovky dobře zaostřují. Nejsou však široce používány kvůli jejich relativně vysoké ceně a nutnosti použití stupňovitých transformátorů.

Semafory používají světelné filtry-difuzory a světelné filtry-čočky. Ty první zajišťují potřebné přerozdělení světelný tok ve vesmíru. Pro tyto účely na jejich uvnitř vzniká vzorovaný, prizmatický, kosočtverečný nebo kapkovitý vzor. Důležitá vlastnost je úhel rozptylu světla - největší úhel, ve kterém je intenzita světla poloviční ve srovnání s jeho axiální hodnotou.

Čočky se světelným filtrem přispívají ke koncentraci světelného toku. Jejich použití umožňuje eliminovat použití reflektoru a zmenšit velikost signálu (semafory typu 3 a 5). Semafory s takovými filtry se používají tam, kde musí být zajištěna viditelnost signálu v poměrně úzkých mezích - v jednom nebo dvou jízdních pruzích.

Konstrukce reflektoru je charakterizována dvěma hlavními vnitřními plochami: paraboloidní, zajišťující koncentraci světelného toku, a kuželovým (nebo válcovým), určeným ke zvětšení hloubky reflektoru a tím ke snížení vyhoření barviva filtru. Při návrhu moderních semaforů je ohnisková rovina reflektoru co nejvíce přiblížena rovině světelného otvoru, za kterým začíná předřadná (nepracovní) kuželová plocha.

Nejrozšířenějším anti-phantomovým zařízením je sluneční clona. Když je však slunce v nízké poloze (ve směru východ-západ, západ-východ), mohou se všechny semafory rozsvítit současně. Je známo několik metod k odstranění fantomového efektu a v regulační praxi se rozšířily. Zpravidla jsou spojeny s některými změnami v konstrukci reflektoru nebo světelného filtru. Reflektor s tzv. antifantomovým křížem se skládá ze vzájemně kolmých segmentových desek se štěrbinami pro umístění halogenová žárovka. Paprsek světla dopadající z vnějšího zdroje na reflektor je vychýlen a pohlcen zčernalým povrchem desek. Desky přitom téměř úplně propouštějí paprsky z lampy semaforu. Dalším řešením je instalace speciální antifantomové čočky s pilovým profilem před difuzní filtr. Paprsek slunce dopadající na nakloněnou plochu je vržen na zčernalý horizontální schod a absorbován. Jsou také známy způsoby eliminace fantomového efektu instalací přepážky voštinové struktury před vnitřní povrch světelného filtru, která propouští horizontální světelný tok optického zařízení semaforu, ale zdržuje sluneční paprsky, pokud mají alespoň nepatrnou horizontální odchylku.

2 . VÝZKUM, NÁVRH A VÝVOJ OBVODŮ

Obecný popis:

ATtiny25 - ekonomický 8-bit. CMOS mikrokontroléry založené na pokročilé architektuře AVR RISC. Provedením většiny instrukcí v jediném strojovém cyklu dosahují mikrokontroléry ATtiny25 propustnosti 1M. op. za sekundu taktovaný na 1 MHz, což umožňuje vývojáři optimalizovat spotřebu a výkon.

Jádro AVR kombinuje bohatou instrukční sadu s 32 obecnými registry, které jsou přímo připojeny k aritmetické logické jednotce (ALU). To vám umožňuje při provádění instrukce přistupovat ke dvěma registrům najednou a provést ji v jednom strojovém cyklu. Výsledná architektura je efektivnější a poskytuje více než 10krát vyšší výkon než tradiční mikrokontroléry CISC.

ATtiny25 obsahuje následující: 2 kB In-System Programmable Flash, 128 byte EEPROM, 128 byte statická RAM, 6 I/O linek pro všeobecné použití, 32 univerzálních pracovních registrů pro všeobecné použití, jeden 8bitový. časovač-počítač s porovnávacími režimy, jeden 8bitový. vysokorychlostní časovač-počítadlo, univerzální sériové rozhraní, interní a externí přerušení, 4-kanálové 10-bit. ADC, programovatelný hlídací časovač s vnitřní generátor, stejně jako tři softwarově volitelné ekonomické režimy. V klidovém režimu se CPU zastaví, zatímco statická RAM, časovač-počítač, ADC, analogový komparátor a systém přerušení pokračují v činnosti. Režim Power-down ukládá obsah registrů a deaktivuje všechny vestavěné funkce až do dalšího přerušení resp tvrdý reset. Režim ADC Noise Reduction zastaví CPU a všechny I/O moduly kromě ADC, čímž se dosáhne redukce šumu. digitální šum během konverze ADC.

Mikrokontrolér je vyroben technologií s vysokou hustotou energeticky nezávislá paměť. Vestavěnou flash paměť lze přeprogramovat v systému přes sériový port SPI rozhraní pomocí levného programátoru nebo pomocí programu v boot sektor(samoprogramování).

Podporováno ATtiny25 kompletní sada nástroje pro ladění hardwaru a softwaru, vč. C kompilátory, assembler, softwarové debuggery/simulátory, emulátory v obvodu a vyhodnocovací sady.

2,1 Opřehled charakteristik mikrokontroléruATtiny25 PROTI

8bitový mikrokontrolér s 2KB integrovanou programovatelnou flash pamětí

Zvláštnosti:

Vysoce výkonný, ekonomický 8bitový. mikrokontrolér AVR

Pokročilá architektura RISC

Rozsáhlá sada 120 instrukcí, z nichž většina se provádí v jediném cyklu

32 x 8 univerzálních registrů pro všeobecné použití

Zcela statický provoz

Energeticky nezávislé paměti programů a dat

2 KB programovatelná programová flash paměť v systému (10 000 cyklů zápisu/mazání)

128 bajtů programovatelné EEPROM v systému (ATtiny25) (100 tisíc cyklů zápisu/mazání)

128 bajtů vnitřní statické paměti RAM (ATtiny25)

Programovatelné bezpečnostní bity Flash a EEPROM

Charakteristické vlastnosti periferních zařízení

8bitový časovač-počítadlo s předděličkou a dvěma PWM kanály

8bitový vysokorychlostní čítač časovače se samostatným předděličem 2 vysokofrekvenční PWM výstupy se samostatnými srovnávacími prahovými registry

Programovatelný generátor pauz

Univerzální sériové rozhraní se samostatným detektorem startovacích podmínek

10bitový ADC

4 nevyvážené kanály

2 diferenciální kanály s programovatelným zesílením (1x, 20x)

Programovatelný hlídací časovač se samostatným vestavěným oscilátorem

Vestavěný analogový komparátor

Speciální funkce mikrokontroléru

Vestavěný ladicí systém debugWIRE

Programování v systému přes SPI port

Vnější a interní zdroje přeruší

Úsporné režimy: Idle, ADC Noise Reduction a Power-down

Vylepšený obvod resetování při zapnutí

Programovatelný monitorovací obvod napájecího napětí

Vestavěný kalibrovaný generátor

I/O a podvozek

Šest programovatelných I/O linek

8 pin PDIP a 8pinové pouzdro SOIC

Provozní napětí

1,8 - 5,5V pro ATtiny25V

2,7 - 5,5 V pro ATtiny25

Gradace výkonu

ATtiny25V: 0–4 MHz při 1,8–5,5V, 0–10 MHz při 2,7–5,5V

ATtiny25: 0–10 MHz při 2,7–5,5V, 0–20 MHz při 4,5–5,5V

Průmyslový teplotní rozsah

Nízká spotřeba proudu

Aktivní režim: 1 MHz, 1,8 V: 450 µA

Režim se sníženým výkonem: 0,1 µA při 1,8 V

Blokové schéma mikrokontroléru je uvedeno v příloze D.

Studie proveditelnosti

Název produktu

Rezistory
LED diody

ZÁVĚR

V této kurzové práci byl vyvinut semafor na bázi mikroprocesoru AVR (ATtiny25V), napsán a zkompilován program pro něj a byly zváženy otázky programování mikrokontrolérů a aplikace získaných poznatků v praxi. Při provádění tohoto práce v kurzu byly získány cenné vývojové zkušenosti podobná zařízení, získal dovednosti při vytváření programů v jazyce symbolických instrukcí a také si upevnil znalosti získané ve třídě

SEZNAM POUŽITÝCH REFERENCÍ A PŘEDPISŮ A TECHNICKÉ DOKUMENTACE

1. GOST 2.105-95 ESKD. Obecné požadavky Na textové dokumenty. - Vstupte. 1996-01-07 -M.: Nakladatelství norem, 1996.- 36

2. GOST 21.1101-92 SPDS. "Základní požadavky na pracovní dokumentaci."

3. GOST 2.004-88 ESKD „Všeobecné požadavky na provádění konstrukčních a technologických dokumentů pro tisk a grafických zařízení počítačový výstup“,

APLIKACE

Dodatek A

Schéma zařízení

Program firmwaru mikrokontroléru (zkompilovaná verze)

Dodatek B

Program výpis programového kódu pro firmware mikrokontroléru

Tento program byl vyroben společností

CodeWizardAVR V2.04.8b Hodnocení

Automatický generátor programů

Datum: 18. 11. 2011

Typ čipu: ATtiny25

Frekvence jádra AVR: 8,000000 MHz

Paměťový model: Tiny

Velikost externí paměti RAM: 0

Velikost zásobníku dat: 32

#zahrnout

unsigned char light=0;

// Zde deklarujte své globální proměnné

// Zde deklarujte své lokální proměnné

// Inicializace vstupních/výstupních portů

// Inicializace portu B

// Func5=In Func4=In Func3=In Func2=Out Func1=Out Func0=Out

// Stav5=T Stav4=T Stav3=T Stav2=0 Stav1=0 Stav0=0

// Inicializace časovače/počítadla 0

// Zdroj hodin: Systémové hodiny

// Hodnota hodin: Časovač 0 Zastaveno

// Režim: Normální top=FFh

// Výstup OC0A: Odpojen

// Výstup OC0B: Odpojen

// Inicializace externích přerušení

// Přerušení při jakékoli změně na pinech PCINT0-5: On

// Inicializace analogového komparátoru

// Analogový komparátor: Vypnuto

//PORTB.0=1; //zelený

//PORTB.1=1; //červený

//PORTB.2=1; //žluť

pokud (světlo<5)svet++;

případ 1:PORTB.0=0; PORTB.1=1; PORTB.2=0;zpoždění_ms(1000); přerušení;

případ 2:PORTB.2=1; PORTB.0=0; PORTB.1=1;zpoždění_ms(500); přerušení;

případ 3:PORTB.1=0; PORTB.0=1; PORTB.2=0;zpoždění_ms(1000); přerušení;

případ 4:PORTB.1=0;PORTB.2=0; PORTB.0=0;zpoždění_ms(100); přerušení;

případ 5:PORTB.1=0; PORTB.0=1; PORTB.2=0;zpoždění_ms(100); přerušení;

Dodatek B

Přiřazení pinu:

Publikováno na Allbest.ru

...

Podobné dokumenty

práce v kurzu, přidáno 24.12.2012

Návrh schématu zapojení indikačního zařízení na bázi 8bitového mikrokontroléru AVR typu ATmega16, napájeného z 10V zdroje a zobrazujícího data na grafickém LCD displeji. Vývoj softwaru pro mikrokontroléry.

práce v kurzu, přidáno 19.12.2010

Vlastnosti mikrokontroléru ATTINY z rodiny AVR. Popis zdrojů mikrokontroléru ATTINY12: popis procesoru, vstupně/výstupní porty, periferní zařízení, architektura jádra. Vývoj zařízení se světelnými efekty na bázi mikrokontroléru.

práce v kurzu, přidáno 24.06.2013

práce v kurzu, přidáno 19.12.2010

Navrhování šachových hodin s funkcí budíku. Vytvoření a rozložení desky plošných spojů na bázi mikrokontroléru pomocí programu Proteus, výběr její architektury. Vývoj obvodu a programového kódu. Testování prototypu na prkénku.

práce, přidáno 22.01.2016

Postup pro popis a vývoj strukturního a funkčního schématu mikroprocesorového systému založeného na mikrokontroléru K1816BE31. Zdůvodnění výběru prvků, vytvoření schematického diagramu tohoto systému a programu pro inicializaci hlavních komponent.

práce v kurzu, přidáno 16.12.2010

Praktické příklady a jejich softwarová implementace v assembleru pro mikrokontrolér řady MCS-51 (MK51). Použití příkazů pro přenos dat. Aritmetické a logické bitové operace v MCS-51. Interakce mikrokontroléru s řídicím objektem.

práce v kurzu, přidáno 19.02.2011

Blokové schéma mikrokontrolérového systému. Schémata zapojení pro mikrokontrolér, digitální a analogové signály, lineární displej a klávesnici. Text hlavního programu v jazyce assembler pro MK51. Program pro vstup a zpracování analogových informací.

práce v kurzu, přidáno 19.12.2013

Vývoj konstrukčních a obvodových schémat elektronického tachometru. Studium principu činnosti senzoru magnetického pole. Výběr mikrokontroléru. Návrh řídicího programu pro mikrokontrolér. Úprava zařízení pro průmyslové použití.

práce v kurzu, přidáno 22.01.2015

Návrh digitálního analogového generátoru signálu. Vypracování konstrukčního, elektrického a funkčního schématu zařízení, blokového schématu dotazování tlačítka a činnosti generátoru. Obvod děliče s napěťovým výstupem na inverzní odporové matici.

Semafor na Attiny2313

Zdravím všechny! V poslední době se objevila neodolatelná touha naučit se vytvářet zařízení na mikrokontrolérech a programovat je. Touha se změnila v činy. Pro začátek byl vybrán docela triviální objekt – SEMÁM. Původně byl semafor zamýšlen jako dárek k narozeninám mého synovce. Jenže, na narozeniny jsem nestihla... i tak jsem návrh dodělala a darovala oslavenci :). Nesuďte prosím přísně, toto je moje první práce na MK.

Velmi jednoduché. Jako hlavní ovládací prvek byl zvolen mikrokontrolér Attiny2313. Možná jsou jeho zdroje na tento produkt přehnané, ale volba padla na to, co bylo k dispozici. Převodník pro MC34063 byl vypočten pomocí online kalkulačky. Tlačítko S1 přepíná provozní režim „Normal-Emergency (blikající žlutě)“. Pravda, tlačítko jsem ještě nepřipájel...

Při výběru těla hračky jsem v rezervách našel bateriový prostor pro 4 AA články, který určil napájecí napětí - 3 volty. Zbývající prostor v přihrádce zabírala deska s převodníkem 3/5V a ovladačem. Myslím, že to napoprvé dopadlo snesitelně)))

Jako stojánek jsem použil běžnou fixu. Prostřednictvím tohoto stojanu jsou LED připojeny k desce pomocí vodiče MGTF.

LEDky byly umístěny v podomácku vyrobené plexi krabici od CD. Sklo bylo broušeno nichromem a lepeno dichlorethanem. Otvory jsou vyřezány 14mm pérovým vrtákem.

Podomácku vyrobené díly jsem natřel černou barvou ve spreji a stalo se toto:

Když můj syn vyráběl figurínu semaforu do školy do školy, přišla myšlenka: „Proč mu nesestavit funkční model semaforu pomocí mikrokontroléru.“ Na internetu pro ně existuje mnoho schémat a programů, které implementují princip jednoduchého semaforu. Ale buď jsou na hračku příliš složité (DC-DC převodník, posuvné registry atd.) nebo jsou prezentovány pouze jako příklad jednoduchého assembleru. Rád bych předložil k posouzení obvodový a montážní program hotového designu semaforu hraček s některými doplňkovými funkcemi. Navíc je sestaven na „penny“ mikrokontroléru podle nejjednoduššího obvodu, což je důležité pro začátečníky. Doufám, že tento jednoduchý obvod bude prvním návrhem skutečně sestaveným na PIC pro mnoho lidí, kteří se začínají učit programovat mikrokontroléry PIC. Program je jednoduchý, ale obsahuje základní techniky a atributy programování, takže jej bude snadné pochopit a experimentovat.

Každý, kdo se zabývá programováním mikrokontrolérů, zná základní principy psaní obslužných programů přerušení: co nejkratší dobu provádění a krátký kód, absenci smyček a volání obsluhy jiných podprogramů atp. V tomto případě jsou přerušení povolena pouze pro změny úrovně (jiná přerušení nemůžeme v žádném případě přeskakovat, protože prostě neexistují) a já jsem pro zjednodušení programu a jeho vnímání považoval za možné se od těchto zásad odchýlit. Zde v obsluze přerušení jsou smyčky, volání jiného podprogramu a (och hrůza!) dokonce přechod do režimu SLEEP. Proto je program v názvu označen jako „nesprávný“. V tomto případě se obsluha přerušení používá jako běžný podprogram, nicméně v ostatních případech výše uvedené principy samozřejmě zůstávají v platnosti.

Stručná charakteristika zařízení:

Zařízení je modelem pouličního semaforu se spolehlivou simulací jeho provozu (přepínání barev, blikání zeleně) a má další funkce: změna frekvence spínání stisknutím tlačítka, blikání žlutého režimu, manuální přepnutí do režimu spánku a automatický režim s následnou aktivací stisknutím tlačítka. Toto zařízení lze použít jako dětskou hračku i jako názornou pomůcku v předškolních zařízeních při výuce dětí, jak se chovat na silnicích.

Pojďme tedy k popisu a zvážení schématu:

Obvod je sestaven na levném mikrokontroléru. Přímo pro ovládání LED jsou použity piny GP0-GP2, GP4, GP5 (nohy 7, b, 5, 3, 2), naprogramované jako výstupy. LED diody v každém směru jsou spojeny do sériových skupin, což umožňuje minimalizovat spotřebu proudu. Rezistory R3-R8 omezují proudy LED. Pokud existuje velký rozdíl ve výstupu LED různých barev, budete muset vybrat vhodné odpory. Já mám například dvě žluté skupiny zapojené paralelně a připojené ke stejnému odporu, se stejnou hodnotou jako ostatní a svítí ještě o něco víc než ostatní (návratnost je větší).

V tomto obvodu jsou LED diody napájeny o 1,5 V více než mikrokontrolér z přídavného prvku (v tomto případě, když je výstup vypnutý, proud neteče na kolík mikroobvodu, protože se otevřely spoje dvou LED vyžaduje mnohem vyšší napětí než 1,5 V (alespoň 2,5 B a i když jsou obě LED rozbité (což je nepravděpodobné), proud vnitřní ochrannou diodou do napájecího zdroje plus bude asi 7,5 mA, což je mnohem méně). než přípustný odběr proudu LED, který je mnohem vyšší než odběr MK, proto rozdíl ve vybití prvků (přes jeden proudový odběr MK) lze zanedbat bylo experimentálně zjištěno, že i přes pokles proudu procházejícího LED diodami při vybití baterie zůstává jas jejich svitu na přijatelné úrovni v celém rozsahu napětí baterie. Obvod je extrémně zjednodušen a není zde žádné napětí stabilizátor, který spotřebovává další napětí, což umožnilo eliminovat potřebu vypínače (spotřeba proudu v režimu spánku je 1-3 µA).

Tlačítko pro ovládání provozních režimů zařízení je připojeno na pin GP3 (pin 4), který je v konfiguračních bitech deklarován jako digitální vstup. Po stisku tlačítka dojde k přerušení, v jehož handleru nastane následující. Při delším stisknutí (více než 4 s) přejde zařízení do režimu spánku. Při kratších stisknutích se rychlost semaforu přepíná postupně v kruhu s aktuální rychlostí indikovanou podle obrázku:

V posledním režimu (červené LED svítí) je aktivován žlutě blikající signální režim. Při delším stisku tlačítka (potvrzeno zhasnutím všech LED) přepneme do normálního provozu a změníme režim na nový, není-li tlačítko stisknuto déle než 6 sekund, provozní režim zůstává stejné jako před stisknutím tlačítka.

Nabití AA prvků v režimu spánku vydrží minimálně rok, proto zařízení nemá vypínač. Zařízení také přejde do režimu spánku po 0,5 - 1 hodině (v závislosti na rychlosti přepínání barev) provozu bez stisknutí tlačítka. Režim SLEEP se ukončí při každém stisknutí tlačítka. Napájení je do mikrokontroléru přiváděno přes piny 1 a 8. Pro úsporu pinů a zjednodušení konstrukce je povolen režim interního oscilátoru bez externích prvků.

Několik vysvětlení k programu, který je uveden v příloze:

Zpracování stisků tlačítek se provádí v podprogramech: wait_butt__ - čekání na stisk a registraci po dobu 6 sekund. bez stisknutí, push_butt__ - registrace trvání stisknutí, wait_nobutt__ - čekání na nestisknuté tlačítko. Při změně stavu semaforu (žluté a zelené blikání) se hodnoty na výstupním portu přečtou z tabulky v podprogramu tact__ (nízké nebo vysoké nibbles). Podobně indikace stavu při stisknutí tlačítka pochází z podprogramu ind__. Pro přechod do režimu spánku po uplynutí provozní doby dojde k vynucenému přechodu na rutinu zpracování přerušení softwarovým nastavením příznaku přerušení. Změnou konstant CONST_MIN, CONST_REG, CONST_SL lze změnit, resp. periodu zeleného blikání, počáteční režim při připojení baterie, dobu provozu bez dopadu před přepnutím do režimu SLEEP.

Deska plošných spojů je vyrobena z jednostranné fólie ze sklolaminátu a má rozměry 22x87 mm. Vnější LED diody jsou instalovány paralelně k desce v různých směrech. Prostřední jsou instalovány jeden ze strany, kde jsou instalovány díly, a druhý ze strany drah, navlékají vodiče do otvorů desky a upevní je na straně dílů kapkou pájky a na straně drah jejich připájením k odpovídajícím drahám.

Všechny rezistory jsou 0,125W. LED mohou být jakékoli domácí nebo dovážené, nejlépe stejného typu s přímým úbytkem napětí při proudu 10 mA asi 2 Volty. Tlačítko - libovolné bez upevnění. Mikrokontrolér je instalován na bloku.

Konfigurační slovo se do paměti zadává automaticky při načítání firmwaru (v IC-Prog je zaškrtnuta pouze položka „PWRT“, ostatní položky jsou „vymazány“, ve sloupci „oscilátor“ je nastaveno „intOSC GP4“). Nejprve musíte načíst firmware z prázdného mikroobvodu a zapsat hodnotu slova na konec paměti programu na adresu 03FF, která je nutná pro nastavení frekvence vnitřního oscilátoru konkrétní instance mikroobvodu. Po načtení HEX souboru do programu musíte ručně zadat tuto hodnotu na adresu 03FF. V tomto zařízení není frekvenční odchylka kritická, ale přesto byste měli vědět, že tento čip takový postup vyžaduje. V krajním případě, pokud dojde ke ztrátě tovární hodnoty, nemůžete nic dělat – program i v tomto případě přijal opatření k zajištění správné funkce.

Zařízení je umístěno ve vhodné plastové krabici. V krabici a víku jsou vytvořeny odpovídající otvory pro LED diody. V mé verzi je samotný semafor a základna s tlačítkem a baterií spojeny přes kus plastové vodovodní trubky o průměru 20 mm.

Oblíbené v kategorii: