43189

СВЕТОФОР НА ОСНОВЕ МИКРОКОНТРОЛЕРА

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Бурный процесс автомобилизации с каждым годом охватывает все большее число стран, постоянно увеличивается автомобильный парк, количество вовлекаемых в сферу дорожного движения людей. Рост автомобильного парка и объема перевозок ведет к увеличению интенсивности движения, что в условиях городов с исторически сложившейся застройкой приводит к возникновению транспортной проблемы. Особенно остро она проявляется в узловых пунктах улично-дорожной сети. Здесь увеличиваются транспортные задержки, образуются очереди и заторы, что вызывает снижение скорости сообщения, неоправданный перерасход топлива и повышенное изнашивание узлов и агрегатов транспортных средств.

Русский

2013-11-03

375.5 KB

190 чел.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ  АГЕНТСТВО  ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ

Государственное образовательное учреждение среднего профессионального

образования

Уфимский колледж статистики, информатики

и вычислительной техники

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий отделением «Техническое обслуживание ВТ и АС»
_________ Т.В.Алексеева

____ _________200__г.

                          

                      

                 СВЕТОФОР НА ОСНОВЕ МИКРОКОНТРОЛЕРА

               пояснительная записка к курсовому проекту

Руководитель проекта

___________ Мичурин Е.А.

________________2011г

Студент гр.3А - 3

_______  АбдрахимовА.Р.

________________2011г

                                2011 г.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Федеральное государственное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

Уфимский  колледж статистики, информатики и

вычислительной  техники

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий отделением «Техническое обслуживание ВТ и АС»
_________ Т.В.Алексеева

____ _________2011г.

задание

на курсовой проект  студенту дневного отделения,

группы 3А-3, специальности № 230103 «Автоматизированные системы обработки информации и управления »

Фамилия, имя, отчество Абдрахимова Айдара Руслановича

Тема курсового проекта Светофор на основе микроконтролера

При выполнении курсового проекта должна быть представлена пояснительная записка, состоящая из следующих разделов и подразделов:

1     Введение

2    Описание актуальности задачи и область применения

3     Исследование, проектирование и разработка схем

4     Расчет схемы и отдельных элементов

5     Технико-экономическое обоснование

6     Заключение

7     Практическая часть

8     Список использованной литературы и нормативно-технической документации

9     Приложения

Задание к выполнению получил 5 сентября 2011 г.

Студент Абдрахимов Айдар Русланович

Срок окончания 22 декабря 2011 г.

Руководитель курсового проекта ____________ Мичурин Е.А.

заключение

на курсовой проект по теме «Светофор на основе микроконтролера»

Студент Абдрахимов Аидар Русланович  группа 3А-3, специальность 230103 «Автоматизированные системы  обработка информации и управления», дневное отделение

Текст  заключения: ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Руководитель проекта                                  Мичурин Е.А.«_____» ___________ 2011 г.

АННОТАЦИЯ

Курсовой проект по курсу «Микропроцессоры  и микропроцессорные системы» на тему «Светофор на основе микроконтролера».

Пояснительная записка содержит следующие разделы:

1 Описание актуальности задачи и область применения

2 Исследование, проектирование и разработка схем

3 Расчет схемы и отдельных элементов

4 Технико-экономическое обоснование

В конце проекта дано заключение, приведен список литературы из 4 источников.

Курсовой проект состоит из  страниц и таблиц

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Описание актуальности задачи и область применения

   1.2 . СВЕТОФОРЫ. Значение и чередование сигналов.

   1.3  Типы светофоров.

   1.4 Конструкция светофоров.

2 Исследование, проектирование и разработка схем

   2.1 Обзор характеристик микроконтроллеров ATtiny25V

3 Технико-экономическое обоснование

Заключение

Список использованной литературы и нормативно-технической     документации

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

Приложение Д

                                 ВВЕДЕНИЕ

 Повышение технического уровня и эффективности электронного оборудования на основе новейших достижений электроники - одна из важнейших задач развития общества. Создание микропроцессоров обусловлено достижениями в области технологии производства больших интегральных схем (БИС). Вслед за появлением микропроцессоров разрабатывается и получает широкое развитие специальная многофункциональная аппаратура, используемая при решении большого числа задач современной техники. Микропроцессоры позволяют на единой технологической схемотехнической базе за счет программирования создавать различные типы приборов.  Так  и в своей работе я решил реализовать прибор на основе микропроцессора. В качестве микроконтроллера выбран AVR (ATtiny25V)

      В данной курсовой работе было  разработано устройство на микроконтроллере, написана программа. Данным устройством является светофор на основе микроконтролера.

     При  проектировании данной курсовой работой были поставлены следующие задачи:

  1.  Продумать, спроектировать и на практике проверить устройство на основе  микроконтроллера;
  2.  написать и откомпилировать программу для микроконтроллера                           

ATtiny25V 

3) рассмотреть вопросы программирования микроконтроллеров.

       1 ОПИСАНИЕ АКТУАЛЬНОСТИ ЗАДАЧИ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

В данной курсовой работе  на основе микроконтроллера ATtiny25V

было спроектировано и реализовано устройство светофор на основе микроконтролера.

    Бурный процесс автомобилизации с каждым годом охватывает  все большее  число стран,  постоянно увеличивается автомобильный парк, количество вовлекаемых в сферу дорожного движения людей.  Рост автомобильного парка и объема перевозок ведет к увеличению интенсивности движения,  что в условиях городов с исторически  сложившейся застройкой приводит к возникновению транспортной проблемы. Особенно остро она проявляется в узловых пунктах  улично-дорожной  сети. Здесь  увеличиваются  транспортные задержки, образуются очереди и заторы,  что вызывает снижение скорости  сообщения,  неоправданный перерасход  топлива  и  повышенное  изнашивание  узлов и агрегатов транспортных средств.

    Переменный режим движения, частые остановки и скопления автомобилей на перекрестках являются причинами повышенного загрязнения воздушного бассейна города продуктами неполного сгорания  топлива. Городское население постоянно подвержено воздействию транспортного шума и отработавших газов.

    Одновременно растет  и количество дорожно-транспортных происшествий (ДТП),  в которых гибнут и получают ранения миллионы людей во всем мире, повреждаются и выходят из строя дорогостоящая техника и грузы. Свыше 60% всех ДТП приходится на города и другие населенные пункты. При этом на перекрестках, занимающих незначительную часть территории города, концентрируется более 30% всех ДТП.

    Обеспечение быстрого и безопасного движения в современных городах требует применения комплекса мероприятий архитектурно-планировочного и организационного характера.  К числу архитектурно-планировочных мероприятий относятся строительство новых и реконструкция существующих улиц,  строительство транспортных  пересечений  в разных уровнях,  пешеходных тоннелей, объездных дорог вокруг городов для отвода транзитных транспортных потоков и т.д.

    Организационные мероприятия  способствуют упорядочению движения на уже существующей (сложившейся) улично-дорожной сети. К числу  таких  мероприятий относятся введение одностороннего движения, кругового движения на перекрестках, организация пешеходных переходов и пешеходных зон, автомобильных стоянок, остановок общественного транспорта и др.

    В то время, как организация мероприятий архитектурно-планировочного характера требует,  помимо значительных  капиталовложений, довольно  большого  периода  времени,  организационные мероприятия способны привести хотя и к временному,  но  сравнительно  быстрому эффекту.  в  ряде  случаев организационные мероприятия выступают в роли единственного средства  для  решения  транспортной  проблемы.

Речь идет  об  организации  движения  в исторически сложившихся кварталах старых городов, которые часто являются памятниками архитектуры  и не подлежат реконструкции.  Кроме того,  развитие улично-дорожной сети нередко связано с ликвидацией зеленых насаждений, что не всегда является целесообразным.

    При реализации  мероприятий по организации дорожного движения особая роль принадлежит внедрению  технических  средств:  дорожных знаков и  дорожной  разметки,  средств светофорного регулирования, дорожных ограждений и направляющих устройств. При этом светофорное регулирование является одним из основных средств обеспечения безопасности движения на перекрестках. Количество перекрестков, оборудованных светофорами,  в крупнейших городах мира с высоким уровнем автомобилизации непрерывно возрастает и достигает в некоторых случаях соотношения: один светофорный объекта 1,5-2 тыс. жителей города.

    За последние годы в нашей стране и за рубежом интенсивно ведутся работы по созданию сложных автоматизированных систем с  применением управляющих ЭВМ,  средств автоматики,  телемеханики, диспетчерской связи и телевидения для управления движением в  масштабах крупного  района  или  целого города.  Опыт эксплуатации таких систем убедительно свидетельствует об их эффективности  в  решении транспортной проблемы.

                        1.2   СВЕТОФОРЫ.

                 Значение и чередование сигналов.

    Светофоры предназначены  для поочередного пропуска участников движения через определенный участок улично-дорожной сети,  а также для обозначения  опасных участков дорог.  В зависимости от условий светофоры применяются для управления движением в определенных направлениях или по отдельным полосам данного направления:

    в местах, где встречаются конфликтующие транспортные, а также транспортные и пешеходные потоки (перекрестки,  пешеходные переходы);

  •  по полосам, где направление движения может меняться на противоположное;
  •  на железнодорожных переездах,  разводных мостах, причалах, паромах, переправах;
  •  при выездах  автомобилей  спецслужб  на  дороги с интенсивным движением;
  •  для управления  движением транспортных средств общего пользования.

    Порядок чередования сигналов,  их вид и значение,  принятые в России, соответствуют международной Конвенции о дорожных знаках  и сигналах. Сигналы чередуются в такой последовательности: красный - красный с желтым - зеленый - желтый - красный...

    При отсутствии  дополнительной секции красный немигающий сигнал запрещает движение по всей ширине  проезжей  части.  Остальные разновидности красного сигнала имеют специальное назначение:

  •  контурная черная стрелка на красном фоне круглой формы запрещает движение в сторону, указанную стрелкой;
  •  косой красный крест на черном фоне квадратной формы
  •  запрещает въезд на полосу движения, над которой он расположен;
  •  красный силуэт стоящего человека запрещает  движение  пешеходам;
  •  красный мигающий сигнал или два красных попеременно  мигающих сигнала запрещают  выезжать на железнодорожный переезд,  разводной мост, причал паромной переправы и в другие  места,  представляющие особую опасность для движения.
  •       Желтый немигающий сигнал обязывает к остановке перед стоп - линией всех водителей,  за исключением тех,  которые уже не могли бы остановиться с учетом  требований  безопасности  движения.  Желтый сигнал, подключенный к красному,  предупреждает о незамедлительном включении зеленого сигнала.  Желтый мигающий сигнал  не  запрещает движение и применяется для обозначения перекрестков, которые могут быть не замечены водителями на расстоянии,  достаточном для  остановки транспортного средства.
  •  Зеленый немигающий сигнал при отсутствии каких-либо  дополнительных ограничений,  а также дополнительной секции светофора разрешает движение по всей ширине проезжей части во всех  направлениях. Зеленый  мигающий  сигнал  предупреждает  о конце разрешающего такта.

    Разновидности зеленого сигнала и их назначение следующие:

  •  контурная черная стрелка на зеленом  фоне  круглой  формы,  а также зеленая  стрелка  на  черном  фоне круглой формы разрешают движение в сторону стрелки;
  •  зеленая стрелка, на черном фоне квадратной формы направленная вниз, разрешает движение по полосе,  над которой расположен светофор;
  •  сигнал в виде зеленого  силуэта  идущего  человека  разрешает движение пешеходов.
  •  Зеленая стрелка  дополнительной  секции  светофора  разрешает движение в  сторону,  указываемую стрелкой,  независимо от сигнала основного светофора.  При этом красный сигнал основного  светофора лишает водителей,  движущихся в сторону включенной зеленой стрелки дополнительной секции,  преимущественного права проезда. Выключенная секция  запрещает  движение  в направлении стрелки этой секции даже при включенном зеленом сигнале основного светофора.

    Разрешенное направление движения для транспортных средств зависит от сочетания включенных сигналов  верхнего  и  нижнего  ряда специального светофора (в случае его применения).  При выключенном нижнем сигнале движение запрещено во всех направлениях.

                     

                            1.3. Типы светофоров.

    Светофоры можно классифицировать по их функциональному назначению (транспортные,  пешеходные);  по конструктивному  исполнению (одно-, двух- или трехсекционные, трехсекционные с дополнительными секциями); по их роли, выполняемой в процессе управления движением (основные, дублеры и повторители).

    В приложении 1 показаны некоторые  светофоры,  применяемые  в нашей стране  для управления дорожным движением.  В соответствии с ГОСТ 25695-83 "Светофоры дорожные.  Общие технические условия" они делятся на две группы: транспортные и пешеходные. Светофоры каждой группы, в свою очередь, подразделяются на типы и разновидности исполнения. Имеются  семь  типов  транспортных светофоров и два типа пешеходных. Каждый светофор имеет свой номер.  Первая цифра номера означает группу (1 - транспортный светофор,  2 - пешеходный), вторая цифра - тип светофора,  третья цифра (или число)  -  разновидность его исполнения.

    Транспортные светофоры типа 1 (без  учета  сигналов  дополнительных секций) и типа 2 имеют три сигнала круглой формы диаметром 200 или 300 мм,  расположенных вертикально.  Как  исключение,  для светофоров типа  1  допускается горизонтальное расположение сигналов. Последовательность расположения сверху вниз (слева  направо): красный, желтый, зеленый.

    Дополнительные секции  применяются только со светофорами типа 1 с вертикальным расположением сигналов  и  имеют  сигнал  в  виде стрелки на черном фоне круглой формы.

    Для лучшего  распознавания  водителем  дополнительной  секции (особенно в темное время суток) на линзе основного зеленого сигнала светофора наносят контуры стрел,  указывающих разрешенные  этим сигналом направления движения.  С этой же целью при наличии дополнительных секций светофор оборудуется белым прямоугольным экраном, выступающим за габариты светофора.  Расположение секций зависит от направления стрелки.

    Для транспортных светофоров типа 2 контуры стрелок, указывающих разрешенное (запрещенное)  направление  движения,  наносят  на всех линзах. При этом в отличие от красного и желтого сигналов зеленый сигнал светофоров  этого  типа  представляет  собой  зеленую стрелку на  черном фоне.  Под светофорами или над ними располагают таблички белого цвета с изображением стрелок,  указывающих  то  же направление, что и контуры стрелок на линзах.

    Светофоры типа 1 применяются для регулирования всех направлений движения на перекрестке.  Допускается их использование и перед железнодорожными переездами,  пересечениями с трамвайными и  троллейбусными линиями, сужениями проезжей части и т.д. Светофоры типа 2 применяются для регулирования движения в определенных  направлениях (указанных на линзах стрелками) и только в тех случаях, когда транспортный поток в этих направлениях не  имеет  пересечений  илислияний с другими транспортными или пешеходными потоками (бесконфликтное регулирование).  При достаточно широкой проезжей  части  с числом полос  на подходе к перекрестку более четырех целесообразно светофоры этого типа использовать для  регулирования  движения  по полосам.

    Специфика использования светофоров типа 2,  связанная с  бесконфликтным регулированием,  не  позволяет их совместную установку со светофорами типа 1 на одном подходе к  перекрестку.  Исключение составляет случай, когда транспортные потоки отделены друг от друга приподнятыми островками,  или разделительными  полосами.  Таким образом в  пределах  одной  проезжей  части водитель должен видеть светофоры одного типа.

    Транспортные светофоры типа 3 применяются в качестве повторителей сигналов светофоров типа 1.  По своему внешнему виду они напоминают светофоры этого типа, однако в отличие от них имеют меньшие габаритные размеры и диаметры сигналов 100 мм.  Если  основной светофор (типа 1) имеет дополнительную секцию то светофор-повторитель также оборудуется дополнительной секцией  естественно  уменьшенного размера.

    Светофоры типа 3 размещают под основным светофором на  высоте 1,5-2 м от проезжей части,  если затруднена видимость сигналов основного светофора для водителя, остановившегося у стоп - линии. Светофоры этого  типа  могут применяться также для управления велосипедным движением в местах пересечения дороги с велосипедной дорожкой. В  этом  случае  над  ними  укрепляют табличку белого цвета с изображением символа велосипеда.

    Транспортные светофоры типа 4 применяют для управления  въездами на отдельные полосы движения.  Такая необходимость возникает, например,  при организации реверсивного движения.  Светофоры этого типа устанавливают над каждой полосой в ее начале. Они имеют горизонтальное расположение сигналов:  слева - в виде косого  красного креста;  справа  -  в  виде зеленой стрелки,  направленной острием вниз.  Оба сигнала выполняются на черном фоне прямоугольной формы. Габаритные размеры каждого символа 450 500 мм.

    Светофоры типа 4 могут применяться со светофорами типа 1, если реверсивное движение организовано не по  всей  ширине  проезжей части. В этом случае действие светофоров типа 1 не распространяется на полосы с реверсивным движением.  Запрещается въезд а полосу, ограниченную с  обеих  сторон двойной прерывистой линией (разметка 1.9), при отключенном светофоре типа 4, расположенного  над  этой полосой. В противном случае возникает возможность выезда навстречу движения (например,  при перегорании ламп красного сигнала  одного из светофоров полосы).

    Транспортный светофор типа 5 имеет четыре сигнала бело-лунного цвета круглой формы диаметром 100 мм.  Подобный светофор применяют в случае бесконфликтного регулирования движения  транспортных средств общего пользования (трамваев,  маршрутных автобусов, троллейбусов), движущихся по специально выделенной полосе. Однако даже в этих случаях необходимость в установке светофоров типа 5 нередко отпадает: схема организации движения на  перекрестке  обеспечивает бесконфликтный пропуск транспортных средств указанных видов вместе с общим потоком, и светофоры типа 5 лишь повторяют значения сигналов светофоров типа 1 или 2.

    При отсутствии специально выделенных полос  для  транспортных средств общего пользования или возможности их бесконфликтного пропуска применение светофоров типа 5 становится  бессмысленным.  Управление движением осуществляется светофорами типа 1 или 2.

    Транспортные светофора типа 6 имеют два (реже  один)  красный сигнал круглой формы диаметром 200 или 300 мм, расположенных горизонтально и работающих в режиме попеременного мигания.  При разрешении движения транспортных средств сигналы выключаются. Светофоры этого типа устанавливаются перед железнодорожными переездами, разводными мостами,  причалами железнодорожных переправ, в местах выезда на дорогу транспортных средств спецслужб.

    Светофор типа 7 имеет один сигнал  желтого  цвета,  постоянно работающий в  режиме мигания.  Его применяют на нерегулируемых перекрестках повышенной опасности.

    Транспортные светофоры  типа 8 имеют два расположенных вертикально сигнала красного и зеленого цветов круглой формы  диаметром 200 и  300 мм.  Их применяют при временном сужении проезжей части, когда организуют попеременное движение по одной полосе,  а использование для этих целей знаков приоритета затруднено в силу ограниченной видимости на этом участке дороги.  Кроме  этого,  светофоры типа 8 применяют также для управления малоинтенсивным движением на внутренних территориях гаражей,  предприятий и  организаций,  где, как правило, введены ограничения скорости. В перечисленных случаях допускается и использование наиболее  распространенных  светофоров типа 1,  однако светофоры типа 8,  отличающиеся от них отсутствием желтого сигнала, указывают на специфику условий движения.

 Пешеходные светофоры имеют два вертикально расположенных сигнала круглой  или  квадратной формы с диаметром круга или стороной квадрата 200 или 300 мм.  Верхний сигнал - красный силуэт стоящего пешехода, нижний  -  зеленый силуэт идущего пешехода.  Оба силуэта выполняются на черном фоне.

    Согласно ГОСТ 23457-86, пешеходными светофорами оборудуют все пешеходные переходы на управляемом  светофорами  перекрестке.  При этом, если не обеспечен бесконфликтный пропуск пешеходов,  зеленый сигнал должен работать в мигающем режиме, предупреждая пешеходов и водителей о возможности  просачивания  транспортных средств через пешеходные потоки.

    Для всех  типов светофоров при наличии двух вариантов сигнала (200 или 300 мм) светофоры с большим размером сигнала устанавливают на  магистральных  улицах и площадях,  на дорогах с максимально допустимой скоростью движения более 60 км/ч, а также при неблагоприятных условиях  видимости.  Таким  образом обеспечивается лучшее восприятие сигналов участниками движения. Кроме этого, увеличенные размеры сигналов подчеркивают характер дороги, на которой находится водитель.  С этой же целью перед пересечениями с указанными дорогами со стороны,  где были светофоры с диаметром сигнала 200 мм, устанавливают светофор с увеличенным диаметром (300  мм)  красного сигнала.

                        1.4. Конструкция светофоров.

    Светофор состоит из отдельных секций, каждая из которых предназначена для определенного сигнала.  В зависимости от типа светофора секции могут иметь различные конструктивные особенности (форма и размеры сигнала, особенности символа, источника света, светофильтра и т.д.). Общим для всех секций является наличие оптического устройства.

    Светофор состоит из секций, соединенных между собой резьбовыми пустотелыми втулками,  через которые пропущены провода.  Секция представляет собой корпус с крышкой и противосолнечным  козырьком. В крышке смонтировано оптическое устройство,  состоящее из отражателя, цветного светофильтра,  резинового кольца-уплотнителя и подвижного стакана с электролампой. При перемещении стакана нить лампы устанавливается в фокусе отражателя.

    Тенденция развития  современных конструкций светофоров заключается в совершенствовании основных элементов светооптической системы: источника света, светофильтра, отражателя, а также надежности конструкции в целом.

    В качестве источников света применяют лампы накаливания общего и специального назначения. Известны конструкции, где в качестве источника света  используют газосветные трубки или излучающие диоды. Основным недостатком ламп накаливания общего назначения  являются большая  протяженность нити,  которая плохо поддается фокусировке, и низкая виброустойчивость  ламп.  Кроме  того,  они  имеют сравнительно малый срок службы (500-800 ч.),  обусловленный специфическим режимом работы.  Повышение срока службы ламп идет по пути применения специальных наполнителей (криптон), усложнения технологии изготовления нити накаливания, увеличения числа держателей нити.

    В некоторых  конструкциях  светофоров  в  качестве  источника света используются низковольтные галогенные лампы. Обладая при малых размерах повышенной удельной светоотдачей и компактной  нитью, эти лампы хорошо фокусируются. Однако широкого распространения они не получили вследствие их сравнительно высокой стоимости и необходимости применения повышающих трансформаторов.

    В светофорах  применяются  светофильтры-рассеиватели и светофильтры-линзы.  Первые обеспечивают необходимое  перераспределение светового  потока в пространстве.  Для этих целей на их внутренней стороне формируется  узорчатый,  призматический,  ромбический  или каплевидный  рисунок.  Важной характеристикой является угол светорассеяния - наибольший угол, в пределах которого сила света уменьшается вдвое по сравнению с ее осевым значением.

    Светофильтры-линзы способствуют концентрации светового  потока. Их использование позволяет отказаться от использования отражателя и уменьшить размер сигнала (транспортные светофоры типов 3  и 5). Светофоры  с такими светофильтрами применяют,  когда видимость сигнала должна быть обеспечена в достаточно узких  пределах  -  на одной-двух полосах движения.

    Конструкция отражателя характеризуется двумя основными  внутренними поверхностями:  параболоидной, обеспечивающих концентрацию светового потока, и конической (или цилиндрической), предназначенной для увеличения глубины отражателя и тем самым уменьшения выгорания красителя светофильтра. В конструкции современных светофоров фокальную плоскость  отражателя максимально приближают к плоскости светового отверстия,  за которой начинается балластная (нерабочая) коническая поверхность.

    Самым распространенным   антифантомным  устройством  является противосолнечный козырек.  Однако при низком положении  солнца  (в направлении восток-запад,  запад-восток) может возникнуть одновременное свечение всех сигналов светофора.  Известно несколько методов, позволяющих устранить фантомный эффект и получивших распространения в практике регулирования. Как правило, они связаны с некоторыми изменениями в конструкции отражателя или светофильтра.  Отражатель с так называемым антифантомным крестом представляет собой взаимно  перпендикулярные сегментные пластины с прорезями для размещения галогенной лампы.  Луч света,  попадающий от  постороннего источника на отражатель, отклоняется и поглощается зачерненной поверхностью пластин.  В то же время пластины практически  полностью пропускают лучи от лампы светофора.  Другим решением является установка перед светофильтром рассеивателем специальной  антифантомной линзы,  имеющей  пилообразный профиль.  Луч солнца,  попадая на наклонную поверхность, отбрасывается на зачерненную горизонтальную ступеньку и поглощается.  Известны также методы устранения фантомного эффекта путем установки перед внутренней поверхностью  светофильтра перегородки сотовой конструкции,  которая пропускает горизонтальный световой поток оптического устройства светофора, однако задерживает солнечные лучи,  если они имеют хотя бы небольшое отклонение по горизонтали.

               2  ИССЛЕДОВАНИЕ, ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СХЕМ

Общее описание:

           ATtiny25 - экономичный 8-разр. КМОП микроконтроллеры, выполненные по усовершенствованной AVR RISC-архитектуре. За счет выполнения большинства инструкций за один машинный цикл микроконтроллеры ATtiny25 достигают производительности 1млн. оп. в сек. при тактировании частотой 1МГц, что позволяет разработчику оптимизировать потребляемую мощность и быстродействие.

      Ядро AVR комбинирует богатый набор инструкций с 32 регистрами общего назначения, которые непосредственно подключены к арифметико-логическому устройству (АЛУ). Это позволяет осуществлять доступ при выполнении инструкции сразу к двум регистрам и выполнить ее за один машинный цикл. Результирующая архитектура обладает более высокой эффективностью, обеспечивая производительность в более чем 10 раз выше по сравнению с традиционными CISC-микроконтроллерами.

            ATtiny25 содержит следующие элементы: 2 кбайт внутрисистемно-программируемой флэш-памяти, 128 байт ЭСППЗУ, 128 байт статического ОЗУ, 6 линий ввода-вывода общего назначения, 32 универсальных рабочих регистров общего назначения, один 8-разр. таймер-счетчик с режимами сравнения, один 8-разр. высокоскоростной таймер-счетчик, универсальный последовательный интерфейс, внутренние и внешние прерывания, 4-канальный 10-разр. АЦП, программируемый сторожевой таймер с внутренним генератором, а также три программно выбираемых экономичных режима. В режиме холостого хода (Idle) останавливается ЦПУ при этом продолжают работу статическое ОЗУ, таймер-счетчик, АЦП, аналоговый компаратор и система прерываний. В режиме пониженной мощности (Power-down) сберегается содержимое регистров, отключаются все встроенные функции до следующего прерывания или аппаратного сброса. В режиме снижения шумов АЦП (ADC Noise Reduction) останавливается ЦПУ и все модули ввода-вывода, кроме АЦП, за счет чего достигается снижение цифровых шумов во время преобразования АЦП.

      Микроконтроллер выпускается по технологии высокоплотной энергонезависимой памяти. Встроенная флэш-память может быть перепрограммирована внутрисистемно через последовательный интерфейс SPI с помощью недорого программатора или с помощью программы в загрузочном секторе (самопрограммирование).  

            ATtiny25 поддерживается полным набором аппаратных и программных отладочных средств, в т.ч. Cи-компиляторы, Ассемблер, программные отладчики/симуляторы, внутрисхемные эмуляторы и оценочные наборы.

            

         2.1 ОБЗОР ХАРАКТЕРИСТИКИ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА

                                  ATtiny25V

8-разр. микроконтроллер с внутрисистемно-программируемой флэш-памятью размером 2кбайт

Особенности:

Высокопроизводительный, экономичный 8-разр. AVR-микроконтроллер

Усовершенствованная RISC-архитектура

- Обширный набор из 120 инструкций большинство которых выполняются за один цикл

- 32 x 8 универсальных регистров общего назначения

- Полностью статическая работа

Энергонезависимые памяти программ и данных

- Внутрисистемно программируемая флэш-память программ размером 2 кбайт (10 тыс. циклов запись/стирание)

- 128байт внутрисистемно-программируемого ЭСППЗУ (ATtiny25)  (100 тыс. циклов записи/стирания)

- 128байт внутреннего статического ОЗУ (ATtiny25)

- Программируемые биты защиты флэш-памяти и ЭСППЗУ

Отличительные особенности периферийных устройств

- 8-разр. таймер-счетчик с предделителем и двумя каналами ШИМ

- 8-разр. высокоскоростной таймер-счетчик с отдельным предварительным делителем 2 высокочастотных выхода ШИМ с отдельными регистрами задания порога сравнения

Программируемый генератор паузы

- Универсальный последовательный интерфейс с отдельным детектором условия старт

- 10-разр. АЦП

4 несимметричных канала

2 дифференциальных канала с программируемым усилением (1x, 20x)

- Программируемый сторожевой таймер с отдельным встроенным генератором

- Встроенный аналоговый компаратор

Специальные функции микроконтроллера

- Встроенная отладочная система debugWIRE

- Внутрисистемное программирование через порт SPI

- Внешние и внутренние источники прерываний

- Экономичные режимы: холостой ход (Idle), уменьшение шумов АЦП (ADC Noise Reduction) и пониженная мощность (Power-down)

- Усовершенствованная схема сброса при подаче питания

- Программируемая схема контроля напряжения питания

- Встроенный калиброванный генератор

Ввод-вывод и корпуса

- Шесть программируемых линий ввода-вывода

- 8-выв. корпус PDIP и 8-выв. SOIC

Рабочее напряжение

- 1.8 - 5.5В для ATtiny25V

- 2.7 - 5.5В для ATtiny25

Градации по быстродействию

- ATtiny25V: 0 - 4 МГц при 1.8 - 5.5В, 0 - 10 МГц при 2.7 - 5.5В

- ATtiny25: 0 - 10 МГц при 2.7 - 5.5В, 0 - 20 МГц при 4.5 - 5.5В

Промышленный температурный диапазон

Малый потребляемый ток

- Активный режим: 1 МГц, 1.8В: 450 мкА

- Режим пониженной мощности: 0.1 мкА при 1.8В

Структурная схема микроконтроллера приведена в приложении Г.

                3 Технико-экономическое обоснование

Наименование товара

кол-во

цена

сумма

ATtiny25/V

1

70р

70р

Резисторы

3

12р

Светодиоды

3

27р

Разъемы

1

10р

10р

Плата

1

50р

50р

Всего 179рубля.

                             ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе  был разработан светофор на основе микропроцессора AVR (ATtiny25V), написана и откомпилирована программа для него, рассмотрены вопросы программирования микроконтроллеров, применения полученных знаний на практике. При выполнении данной курсовой работы был получен ценный опыт  разработки подобных устройств, получены навыки в разработке программ на языке ассемблер также был закреплены  знания, которые получены на занятиях

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ И НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

  1.  ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам. Введ. 19960107 -М.: Изд-во стандартов, 1996.- 36
  2.  ГОСТ 21.1101-92 СПДС. Основные требования к рабочей документации.
  3.  ГОСТ 2.004-88 ЕСКД Общие требования к выполнению конструкторских и технологических документов на печатающих и графических устройствах вывода ЭВМ,
  4.  Радиолюбительский портал >> Справочный лист >> Микроконтроллеры   Интернет-ресурс //http:// добвить!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Приложение А

                                  Схема прибора

Приложение Б

Программа прошивки микроконтроллера (откомпилированный вариант)

Приложение В

Листинг программы код программы для прошивки микроконтроллера

/*****************************************************

This program was produced by the

CodeWizardAVR V2.04.8b Evaluation

Automatic Program Generator

© Copyright 1998-2010 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l.

http://www.hpinfotech.com

Project :

Version :

Date    : 18.11.2011

Author  : Freeware, for evaluation and non-commercial use only

Company :

Comments:

Chip type               : ATtiny25

AVR Core Clock frequency: 8,000000 MHz

Memory model            : Tiny

External RAM size       : 0

Data Stack size         : 32

*****************************************************/

#include <tiny25.h>

#include <delay.h>

unsigned char svet=0;

// Declare your global variables here

void main(void)

{

// Declare your local variables here

// Input/Output Ports initialization

// Port B initialization

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

// State5=T State4=T State3=T State2=0 State1=0 State0=0

PORTB=0x00;

DDRB=0x1F;

// Timer/Counter 0 initialization

// Clock source: System Clock

// Clock value: Timer 0 Stopped

// Mode: Normal top=FFh

// OC0A output: Disconnected

// OC0B output: Disconnected

TCCR0A=0x00;

TCCR0B=0x00;

TCNT0=0x00;

OCR0A=0x00;

OCR0B=0x00;

// External Interrupt(s) initialization

// INT0: Off

// Interrupt on any change on pins PCINT0-5: On

GIMSK=0x20;

MCUCR=0x00;

PCMSK=0x1F;

GIFR=0x20;

// Analog Comparator initialization

// Analog Comparator: Off

ACSR=0x80;

ADCSRB=0x00;

#asm("cli")

//PORTB.0=1; //green

//PORTB.1=1; //red

//PORTB.2=1; //yellow

while (1)

{

if(svet<5)svet++;

else svet=0;

switch (svet)

{

case 1:PORTB.0=0; PORTB.1=1; PORTB.2=0;delay_ms(1000);  break;

case 2:PORTB.2=1; PORTB.0=0; PORTB.1=1;delay_ms(500);  break;

case 3:PORTB.1=0; PORTB.0=1; PORTB.2=0;delay_ms(1000);  break;

case 4:PORTB.1=0;PORTB.2=0; PORTB.0=0;delay_ms(100);  break;

case 5:PORTB.1=0; PORTB.0=1; PORTB.2=0;delay_ms(100);  break;

}  

}

};

                      

                             Приложене Г

                 Структурная схема микроконтроллера

                               Приложение Д

                             Назначение выводов:

                                                                                                                                                                              


№ докум.

Лист

Изм.

        13 Г – 740  230103 2011 КП ПЗ

19

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

        13 Г – 740  230103 2011 КП ПЗ

20

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

УКСИВТ

Листов

Лит.

Светофор на основе микроконтролера

Утверд.

Н. Контр.

Рук. разр.

Мичурин

Провер.

АбдрахимовА.Р.

Разраб.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

\

      13. С – 1509     230103 2011 КП ПЗ 13.      230103 2011 КП ПЗ

5

Лист

          13 Г – 740  230103 2011 КП ПЗ

3

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

          13 Г – 740  230103 2011 КП ПЗ

2

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

18

        13 Г – 740  230103 2011 КП ПЗ

        13. С – 1509     230103 2011 КП ПЗ

8

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

        13. С – 1509     230103 2011 КП ПЗ

30

Лист

        13. С – 1509     230103 2011 КП ПЗ

22

Лист

Дата

Подпись

        13. С – 1509     230103 2011 КП ПЗ

21

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

        13. С – 1509     230103 2011 КП ПЗ

23

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

25

        13 Г – 740  230103 2011 КП ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

26

        13 Г – 740  230103 2011 КП ПЗ

        13 Г – 740  230103 2011 КП ПЗ

27

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

        13. С – 1509     230103 2011 КП ПЗ

31

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

        13. С – 1509     230103 2011 КП ПЗ

29

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

        13. С – 1509     230103 2011 КП ПЗ

24

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

        13. С – 1509     230103 2011 КП ПЗ

28

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

        13. С – 1509     230103 2011 КП ПЗ

13

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

        13. С – 1509     230103 2011 КП ПЗ

11

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

        13. С – 1509     230103 2011 КП ПЗ

10

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

        13. С – 1509     230103 2011 КП ПЗ

7

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

        13. С – 1509     230103 2011 КП ПЗ

6

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

        13. С – 1509     230103 2011 КП ПЗ

4

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

№ докум.

Лист

Изм.

        13. С – 1509     230103 2011 КП ПЗ

12

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

        13. С – 1509     230103 2011 КП ПЗ

15

Лист

Дата

Подпись

        13. С – 1509     230103 2011 КП ПЗ

17

Лист

        13 Г – 740  230103 2011 КП ПЗ

16

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

        13. С – 1509     230103 2011 КП ПЗ

14

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

        13. С – 1509     230103 2011 КП ПЗ

9

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

79290. Организация обучения персонала 19.09 KB
  Организация обучения персонала. Следует различать три вида обучения. Отечественный и зарубежный опыт выработал три концепции обучения квалифицированных кадров: Концепция специализированного обучения ориентирована на сегодняшний день или ближайшее будущее и имеет отношение к соответствующему рабочему месту. Концепция многопрофильного обучения является эффективной с экономической точки зрения так как повышает внутрипроизводственную и внепроизводственную мобильность работника.
79291. Аттестация персонала 13.3 KB
  Аттестация персонала организаций основного звена управления процедура определения квалификации уровня знаний практических навыков деловых и личностных качеств работников качества труда и его результатов и установления их соответствия несоответствия занимаемой должности. Аттестация персонала служит юридической основой для переводов продвижения по службе награждения определения размера заработной платы а также понижения в должности и увольнения. Аттестация направлена на улучшение качественного состава персонала определение степени...
79292. Управление деловой карьерой, служебно-профессиональным продвижением 353.73 KB
  Деловая карьера поступательное продвижение личности в какойлибо сфере деятельности изменение навыков способностей квалификационных возможностей и размеров вознаграждения связанных с деятельностью; продвижение вперед по однажды выбранному пути деятельности достижение известности славы обогащения. Планирование и контроль деловой карьеры заключаются в том что с момента принятия работника в организацию и до предполагаемого увольнения с работы необходимо организовать планомерное горизонтальное и вертикальное продвижение работника по...
79293. Работа с кадровым резервом 17.89 KB
  Работа с кадровым резервом Принципы формирования и источники кадрового резерва Формирование кадрового резерва основывается на следующих принципах: актуальность резерва потребность в замещении должностей должна быть реальной; соответствие кандидата должности и типу резерва требования к квалификации кандидата при работе в определенной должности; перспективность кандидата ориентация на профессиональный рост требования к образованию возрастной ценз стаж работы в должности и динамичность карьеры в целом состояние здоровья. Источниками...
79294. Теории мотивации трудовой деятельности 43.01 KB
  Различают первичные и вторичные потребности. Потребности можно удовлетворить вознаграждениями. Маслоу существует пять основных типов потребностей: физиологические потребности уровень 1; потребность в безопасности уровень 2; социальные потребности уровень 3; потребность в уважении и самоутверждении уровень 4; потребность в самовыражении уровень 5. Маслоу Эти потребности образуют иерархическую структуру которая определяет поведение человека причем потребности высшего уровня не мотивируют человека пока хотя бы частично не...
79295. Мотивация и стимулирование трудовой деятельности персонала 45.96 KB
  Мотивация и стимулирование трудовой деятельности персонала Система стимулирования труда персонала: общие положения и составные части. Система материального стиулирования труда и ее элементы. Основным компонентом материального стимулирования труда является система его оплаты которая осуществляется в двух формах – повременной и сдельной рис. Формы оплаты труда Система оплаты труда комплекс взаимосвязанных принципов и методов определления уровня оплаты труда персонала на основе учета количественных и или качественных характеристик...
79296. Оценка результатов труда персонала организации 16.86 KB
  Оценка результатов труда персонала организации Оценка результатов труда одна из функций по управлению персоналом направленная на определение уровня эффективности выполнения работы. Оценка результатов труда является составной частью деловой оценки персонала наряду с оценкой его профессионального поведения и личностных качеств и состоит в определении соответствия результатов труда работника поставленным целям запланированным показателям нормативным требованиям. Оценка труда мероприятия по определению соответствия количества и качества...
79297. Оценка результатов деятельности подразделений управления персоналом и организации в целом 17.65 KB
  Оценка деятельности кадровой службы организации базируется на определении того насколько она способствует достижению целей организации и выполнению поставленных перед ней задач. Показатели оценки эффективности деятельности подразделений управления персоналом Показатели собственно экономической эффективности Показатели степени укомплектованности кадрового состава Показатели степени удовлетворенности работников Косвенные показатели эффективности Соотношение издержек необходимых для обеспечения организации квалифицированной рабочей силой...
79298. Оценка затрат на персонал 77.93 KB
  Они выступают в виде выплаты денежных вознаграждений дополнительных расходов на содержание персонала осуществляемых в соответствии с действующими законами и тарифными соглашениями или добровольных социальных услуг предприятия. В составе расходов на персонал можно выделить следующие группы: Общие расходы на рабочую силу складываются из прямых и косвенных затрат. Косвенные затраты обусловлены необходимостью возмещения дополнительных расходов по выплате страховых взносов в социальные фонды в том числе в фонды защиты от безработицы в связи...