Новости

Разработка схемы Часы, идущие по GPS

Работа добавлена:






Разработка схемы Часы, идущие по GPS на http://mirrorref.ru

ВВЕДЕНИЕ

Микроэлектроника является одной из наиболее быстро развивающихся областей науки и техники. Непрерывно улучшаются технические характеристики и расширяются функциональные возможности микроэлектронных изделий - интегральных микросхем.

Микросхемотехника - раздел микроэлектроники,охватывающий исследования и разработку схемотехнических решений (электрических и структурных схем), используемых в интегральных микросхемах и в радиоэлектронной аппаратуре на их основе.

В современной науке и технике значительную и все более возрастающую роль играют цифровые методы обработки информации. В связи с этим быстро расширяется область применения цифровых систем- технических средств, выполняющих законченный процесс обработки цифровой информации, включающий ее прием, хранения, необходимые преобразование и выдачу. Характерной особенностью микросхемотехники является широкое использование ЭВМ на ряде этапов проектирования микросхем.

В современной науке и технике значительную и все более возрастающую роль играют цифровые методы обработки информации. В связи с этим быстро расширяется область применения цифровых систем- технических средств, выполняющих законченный процесс обработки цифровой информации, включающий ее прием, хранения, необходимые преобразование и выдачу.

На стыке микроэлектроники и цифровой техники возникла новая область науки и техники цифровая микросхемотехника, предметом которой является принципы и методы схемотехнического проектирования цифровых интегральных микросхем, которое включает разработку их логической структуры и электрической схемы.

Среди массовых изделий электроники особая роль принадлежит микропроцессорам, в которых нашли свое отражение передовые научно-технические достижения в области физики, радиотехники, электроники, автоматики, машиностроения.

В данном курсовом проекте разработана схема Часы, идущие поGPS.

1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Постановка задачи

В данном курсовом проекте решается задача построения устройства наGPS модуле. Сегодня рядовым радиолюбителям стали доступны модули GPS-приёмников многих фирм. Кроме своих прямых функций — выдачи пользователю информации о его координатах, скорости и направлении движения, — они сообщают ему точное время и дату. Это дает возможность построить на базе такого модуля часы, всегда показывающие правильное время и идущие с недостижимой для часов с обычным кварцевым резонатором точностью. К тому же устанавливать их необходимо таким образом, чтобы в поле зрения антенны модуля находилось как можно больше открытого неба.  Это делает целесообразным их применение лишь в стационарных уличных часах либо в первичных часах, управляющих большим числом вторичных.В данном вариантерассматриваемая конструкция, рассчитана именно на стационарную установку и имеет выходы, предназначенные для подключения светодиодных или на лампах накаливания семиэлементных индикаторов большого размера и яркости.

1.2 Технические требования

Исходя из назначения и условий эксплуатации устройства определяются следующие технические характеристики:

  • Напряжение  питания  устройства………….5(В);
  • Ток  потребления устройства…………..…50(мА);
  • Потребляемая     мощность……………….0,25(Вт);
  • Температура окружающей среды……………….

(-30)...+50°С;

  • Регулярные вибрации………………..отсутствуют;
  • Относительная влажность….……….менее 75%;

2 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Обоснование построения структурной схемы

Структурная схема “Часов идущих по GPS ” состоит из 3 функциональных блоков:

  • Блок индикации;
  • Блок работы сGPS модулем;
  • Блок обслуживания датчика  температуры;

Индикация — динамическая с интервалом смены разрядов 1 мс. В сумерки и ночью яркость индикаторов снижается соответственно в два и в четыре раза за счет изменения скважности управляющих импульсов. Моменты снижения и восстановления яркости микроконтроллер вычисляет на основании заложенной в программу информации о времени захода и восхода Солнца. Снижение яркости происходит и при замыкании контактов S1. Вывод на индикатор значений различных величин происходит поочерёдно: время (4 с), дата (2 с), температ-

ура (2 с). Затем цикл повторяется. Значения часов и минут разделяются двумя точками, а числа и месяца — одной. Температура отображается в таком порядке (слева направо): плюс или минус, две значащие цифры, знак градуса (включены элементы a, b, f, g).

Прием информации от GPS-модуля происходит по прерываниям от встроенного USART микроконтроллера. Принятые символы заносятся в буфер до приема кода "перевод строки" (ОхОА). После этого проверяются заголовок, обязательные символы и корректность принятой информации. После успешной проверки принятые значения времени и даты становятся текущими. Поправка, превращающая UTC в местное время, вносится программно. Аналогичным образом происходит переключение с летнего времени на зимнее и обратно. В программе заложено отображение московского времени (UTC+3 ч зимой и UTC+4 ч летом). Она правильно вычисляет моменты переключения до 2020 г. Далее без корректировки программы оно будет происходить 29 марта и 29 октября. Для других часовых поясов в программу необходимо внести поправку, равную разности местного и московского времени в целых часах со знаком плюс при перемещении на восток Значение этой поправки присваивают константе MY_hour в одной из первых строк исходного текста программы, после чего компилируют его заново. Можно обойтись и без повторной компиляции, если перед загрузкой кодов в программную память микроконтроллера внести нужное значение непосредственно в буфер программатора по адресу 0x2DA (первоначально оно нулевое). Учтите, что этот адрес "байтовый", используемый в НЕХ-файлах и в некоторых программаторах. Для тех программаторов, например IC-Prog, которые отображают содержимое программной памяти в виде двухбайтных слов, поправку нужно внести в младший байт слова по адресу 0x16D.

Подпрограмма обслуживания датчика температуры DS1820 разбита на этапы, выполнение каждого из которых укладывается в 1 мс. Она инициализирует, а затем периодически опрашивает датчик, получая текущие значения температуры для вывода на индикатор.

2.2 Обоснование выбора элементной базы

В схемеЧасы, идущие по GPS Используются следующие сери микросхем:

P1C16F876A DIP 28.

Данная микросхема лучше всех подходит к нашему устройству, предназначена для построения цифровых приборов и устройств широкого назначения.

Нарисунке 1 изображена стандартная схема P1C16F876A DIP 28 серии. Эти микросхемы используются не так часто и  серия не сильно распространена.

Рисунок 1 - Схема логического элемента серии P1C16F876A DIP 28.

В схемеЧасы, идущие по GPS  используется следующие микросхемы:

P1C16F876A DIP 28.

2.3 Расчет потребляемого тока

Рассчитаем ток потребления

Pпотр наUпит:

(А)

Таким образом, ток потребления устройством составил 0,5(А).

Заключение

В данном курсовом проекте построена схема «Часы, идущие по GPS», предназначенные для отображения времени, температуры. Данное устройство отличается от других в лучшую сторону тем, что способно определять часовой пояс самостоятельно, не ведёт автономного счёта времени, а получает сведения о нем, принимая радиосигналы со спутников навигационной системы GPS, и отображает температуру. В ходе разработки была построена схема электрическая принципиальная устройства, выбрана серия микросхем, которая удовлетворяет техническим требованиям на устройство, дано описание всех используемых элементов. В курсовом проекте было дано краткое описание всех микросхем, вошедших в устройство, таким образом, устройство удовлетворяет заданные требования.

Литература

  1. Журнал радио (#4.2008)
  2. Сайт http://www.ntpo.com/electronics/

Разработка схемы Часы, идущие по GPS на http://mirrorref.ru


Похожие рефераты, которые будут Вам интерестны.

1. Схемы электрических сетей промышленных предприятий. Требования к надежности электроснабжения. Схемы подключения источников питания. Выбор варианта схемы электроснабжения

2. Разработка технологической схемы сборки изделия

3. Мои биологические часы: урок

4. Часы на микроконтроллере PIC16F84

5. Расчёт схемы измельчения и сепарационных характеристик схемы разделения в гидроциклоне

6. Схемы главных электрических соединений ПС. Особенности выбора схем. Схемы ПС на высшем и низшем напряжениях. Собственные нужды ПС

7. ОСОБЕННОСТИ ИДИОСТИЛЯ М. КАННИНГЕМА (НА ПРИМЕРЕ POMAHA «ЧАСЫ»)

8. Наши взгляды как часы - все показывают разное время, но каждый верит только свои

9. ТН. Схемы соединений

10. Технологические схемы КЭС, ТЭЦ и АЭС