takya.ru страница 1
скачать файл
Д.Н. ГЛАЗКИН, К.И. ТИТОВ

Научный руководитель – П.В. НЕКРАСОВ, к.т.н.



Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»


АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС «МЕТЕОСТАНЦИЯ» КАК ЭФФЕКТИВНОЕ СРЕДСТВО ПОЛУЧЕНИЯ НАВЫКОВ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМ СБОРА И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ

Рассматривается аппаратно-программный комплекс на основе микроконтроллера (МК) ATmega8535 и системы датчиков для измерения физических параметров окружающего пространства, а также методические материалы, позволяющие за короткое время освоить принципы построения систем сбора и обработки информации (ССОИ) на примере разработки цифровой метеостанции.
В современном мире широко применяются ССОИ. Разработка таких систем является актуальной и сложной задачей, поэтому необходимо готовить специалистов, имеющих навыки их разработки.

ССОИ, не связанные с обработкой больших массивов информации, как правило, построены на основе 8-разрядных МК. Семейство AVRmega фирмы Atmel обладает развитой периферией, эффективным программным обеспечением и не сложной для понимания архитектурой. В качестве ядра комплекса был выбран характерный представитель семейства - МК Atmega8535, подробно описанный в русскоязычной литературе [1]. Существуют ССОИ для измерения различных физических величин и параметров, но для учебного процесса был выбран универсальный комплекс физических параметров, доступных для непосредственного восприятия человеком. В результате был разработан прототип ССОИ, содержащий датчики для измерения температуры, давления, влажности, скорости ветра, освещенности. Для отображения информации и управления в прототипе предусмотрена система ввода-вывода, включающая интерфейсы USB и RS-232, кнопки, светодиоды, клавиатуру, цифровой индикатор, потенциометр, динамик и систему дистанционного управления по инфракрасному каналу.

Обучение разработке программ начинается в среде AVR Studio на языке AVR Assembler, а затем производится переход на язык Си и среду IAR. Данные системы разработки обладают встроенными средствами симуляции и отладки, что облегчает написание программ, но для создания реального устройства этих средств недостаточно. С помощью ПО нельзя решить такие проблемы, как учет помех, шумов и других паразитных эффектов, что решается использованием прототипа. Для эффективной отладки работы системы также необходим независимый контроль сигналов с датчиков и возможность их эмуляции. Проанализировав имеющиеся возможности, было решено выполнить сопряжение прототипа с образовательной платформой NI Elvis II (рис.1). В состав платформы входят осциллограф, генератор произвольных сигналов, настраиваемый источник питания и другие приборы. Управление Elvis осуществляется с помощью приборно-ориентированного программного обеспечения LabView.

Рис.1 Прототип с платформой NI ELVIS II


Полученный в результате сопряжения комплекс, показал себя как эффективное средство обучения разработке ССОИ. В настоящее время на основе прототипа разработана и готова для производства аппаратная часть комплекса, включающая: универсальную плату с МК и системой датчиков, подходящую как для создания конечного устройства, так и для отладки и обучения вместе с платформой ELVIS; систему ввода-вывода и питания. Разработан демонстрационный комплект, включающий: программы на языке AVR Assembler в среде AVR Studio и на языке Си в среде IAR, позволяющие показать все возможности устройства; программы в среде LabView для Elvis, позволяющая вести отладку средствами LabView; программный эмулятор универсальной платы, системы питания и ввода-вывода в среде Proteus, позволяющий ознакомится с возможностями комплекса. Подготовлена методическая документация для всех аппаратных и программных модулей, а также набор учебных заданий.
Список литературы


  1. Евстифеев А.В. Микроконтроллеры AVR семейства Mega. Руководство пользователя. М. : Додэка XXI, 2007. - 592 c.
скачать файл



Смотрите также:
В современном мире широко применяются ссои. Разработка таких систем является актуальной и сложной задачей, поэтому необходимо готовить специалистов, имеющих навыки их разработки
24.88kb.
К книге Живетина В. Б. «Риски и безопасность экономических систем»
74.6kb.
Типы избирательных систем
57.03kb.
Стратегии в рекламе и маркетинге
172.61kb.
Учебно-методический комплекс по дисциплине сд. Ф. 2 «интеллектуальные информационные системы»
314.18kb.
Реферат Семиуровневая модель osi
320.32kb.
Все программные продукты возникают в процессе разработки
558.06kb.
Особенности построения геоинформационных систем для археологических исследований
151.44kb.
Одна из наиболее важных задач для ребенка научиться правилам жизни во взрослом мире мире различных опасностей
74.82kb.
Индивидуальные образовательные маршруты обучающихся Выступление Е. А. Кордешовой на городском семинаре
44.67kb.
Тема национальный вопрос в современном мире
160.83kb.
Основной задачей статьи является разработка формата описания разработанного технического устройства или программного продукта
24.27kb.