Рисунок 6.11 – Подпрограмма – выбор

7  ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СТРОБОСКОПА

#include <avr/io.h>

#include <avr/interrupt.h>                  //для доступа к sei

#include <avr/signal.h>                      //для доступа к макросу SIGNAL

#include <avr/delay.h>

#include <util/delay.h>

#include <math.h>

#define  Freq 8000000                       //частота системной синхронизации в Гц

int ZhachPreob,Napr,n,R,Pezim,c,U,Z,Z1,I,N;                                 

unsigned int CurrentTime,PreviousTime,T,UGL;   // временные переменнные

unsigned char addr; 

//---------Интерфейс ЖКИ-----------//

// A0    R/W    E    DB0  DB1  DB2  DB3 DB4  DB5  DB6  DB7//

// PA5  PA6  PA7  PC0  PC1   PC2   PC3 PC4   PC5   PC6  PC7//

//---------------------------------//

#define A0       PA5                           //линия выбора регистра

#define RW     PA6                          //линия выбора операции

#define E         PA7                           //линия стробирования / синхронизации

#define BS      PC7                           //флаг занятости 

unsigned char str1[] = "Работа";

unsigned char str2[] = "Стробоскоп";

unsigned char str3[] = "Тахометр";

unsigned char str4[] = "Вольтметр";

char buffer[15];

//------------------------------Ожидание готовности-------------------------------------------

void LCD_wait (void)

{

         do

         {

         DDRC = 0x00;                                  //порт на вход

         PORTC = 0xFF;                               //подтяжка 

         PORTA &=~_BV(A0);                     //A0=0 (команда)

         PORTA |=_BV(RW);                       //RW=1 (чтение)

         PORTA |=_BV(E);                           //E=1

         _delay_us(0);                                    //задержка в 1 mc

         PORTA &=~_BV(E);                       //E=0

         }

         while (bit_is_set(PINC,BS));             //ожидать сброса флага занятости 

         PORTA &=~_BV(RW);                            //RW=0

         PORTA &=~_BV(E);                       //E=0

}

//-----------------------------Запись в LCD-------------------------------------------------------

void LCD_write (unsigned char p)

{

         PORTA &=~_BV(RW);                             //RW=0      

         PORTA |=_BV(E);                           //E=1

         DDRC = 0b11111111;                      //порт C на выход

         PORTC = 0b00000000;                     //подтяжка порта C 

         _delay_us(0);                                    //задержка в 1 mc 

         PORTC = p;                                     //запись байта 

         _delay_us(0);

         PORTA &=~_BV(E);                       //E=0

         PORTA &=~_BV(RW);                            //RW=0

         DDRC = 0x00;                                  //порт C на вход

         PORTC = 0xFF;

         _delay_us(0);

}

//-----------------------------Чтение из LCD-----------------------------------------------------

unsigned char LCD_read(void)

{

         unsigned char p;                                //p-прочитанный байт данных

         PINC = 0x00;                                    //порт на вход

         PORTC = 0xFF;                               //подтяжка

         PORTA |=_BV(RW);                       //RW=1 (чтение)

         PORTA |=_BV(E);                           //E=1

         _delay_us(0);

         p = PINC;                                         //чтение входных данных

         PORTA &=~_BV(E);                       //E=0

         _delay_us(0);

         PORTA &=~_BV(RW);                            //RW=0

         PORTA &=~_BV(E);                       //E=0

         return (p);

} 

//------------Функция ЗАПИСИ КОМАНДЫ (IR) в ЖКИ---------------------------------

 void LCD_com_write (unsigned char p)     //p-байт команды

{

         LCD_wait ();                                     //ожидание готовности

         PORTA &=~_BV(A0);                     //A0=0 (команда)

         LCD_write (p);               /                  /запись команды в ЖКИ

}

//-----------Функция ЗАПИСИ ДАННЫХ (DR) в ЖКИ-----------------------------------

 void LCD_data_write (unsigned char p)//p-байт данных

{

         LCD_wait ();                                     //ожидание готовности

         PORTA |=_BV(A0);                         //A0=1 (данные)

LCD_write (p);                                           //запись команды в ЖКИ

}

//-----------Функция ЧТЕНИЯ СЧЕТЧИКА АДРЕСА ЖКИ-----------------------------

unsigned char LCD_addr_read(void)

{

         unsigned char p;                                //содержимое счетчика адреса

         LCD_wait ();

         PORTA &=~_BV(A0);                     //A0=0 (команда)

         p = LCD_read();                               //чтение команды из ЖКИ

         p = (p & 0b01111111);                      //отбрасывание бита занятости

         return (p);                                         //функция возвращает прочитанное

                                                                 // содержание адреса счетчика

}

//-----------Функция ЗАПИСИ команды в ЖКИ (при инициализации)------------------

void LCD_com_init (unsigned char p)

{

         DDRC = 0b11111111;                       //порт D на выход

         PORTC = 0b00000000;                     //подтяжка порта D 

         PORTA &=~_BV(A0);                     //A0=0 (команда)

         PORTA &=~_BV(RW);                            //RW=0      

         PORTA |=_BV(E);                           //E=1

         _delay_us(60);                                  //задержка в 1 mc 

         PORTC = p;                                    //запись байта

         _delay_us(60);

         PORTA &=~_BV(E);                       //E=0

         _delay_us(0);

         PORTA &=~_BV(RW);                             //RW=0

         _delay_us(60);

}

//---------------------Функция иницилизации ЖКИ------------------------------------------

void LCD_init ()

{

         _delay_ms(20);                                 //ожидание 20 мс 

         LCD_com_init(0x33);                        //установка разрядности интерфейса

         _delay_ms(40);

         LCD_com_init(0x33);                        //установка разрядности интерфейса

         _delay_ms(40);

         LCD_com_init(0x33);                        //установка разрядности интерфейса

         _delay_ms(40);

         LCD_com_init(0x3A);    //8 битный интерфейс, 1 страница знакогенератора

         LCD_com_init(0x08);     //включение дисплея

         LCD_com_init(0x01);              //очистка дисплея

         LCD_com_init(0x06);              //сдвиг курсора вправо

         LCD_com_init(0x0F);             //включение дисплея, мигающий курсор 

}

//-----------Функция вывода строки в ЖКИ по адресу "addr"----------------------

void LCD_out_str(unsigned char str[],unsigned char addr)

{

         unsigned char a;                      //номер символа в стоке

         unsigned char addr_t;              //текущее содержание счетчика адреса ЖКИ

         a = 0;

         LCD_com_write ((addr + 0x80));      //установка курсора на начало строки

         while (str[a] !='\0')                            //ждать окончания строки

         {

                   addr_t = LCD_addr_read();     //стение текущего адреса вЖКИ

                   if (addr_t > 0x10)                    //если курсор уходит из видимой

                   {                                             // области первой строки, то

 LCD_com_write (0x80);         // восстанавливаем его на начало

                                                                   // первой строки

                   }

                   LCD_data_write(str[a]);           //Передача данных

                   a++;

         }

}

//----------------------------------------Процедура Импульс 1-------------------------------

void P (void)                                     //формирование импульса к лампе вспышке

{

 if (Z1>Z) { _delay_loop_2(Z1);}

DDRA = 0xE2;

         PORTA = 0x1D;

         _delay_loop_2(40);                           //длительность вспышки

         Z1 = 0;

DDRA = 0x1F;

         PORTA = 0xE0;

} 

//-----------------------------Прерывание----------------------------------------------------

SIGNAL (SIG_INTERRUPT1)                                    

{                         

                            Z1 = UGL;                              //сдвинуть периода на градус

                            R++;                                      //отсчет градусов

                            Pezim++;

                            if (Pezim  < 3)

{

_delay_loop_2(31250);}          //задержка в 1 секунду

                                     }

                   }

//-----------Процедура расчета напряжения---------------------------------------------

void Haprezenie (void)

{

         DDRA = 0xE2;                                

         PORTA =0x1D;

         ADCSRA = (1<<ADSC);                       //запуск АЦП

         loop_until_bit_is_set(ADCSRA,ADIF);  //ожидаем флаг прерывания ADIF

         ZhachPreob = (ADCH*255) + ADCL;     //вычисляем текущее значение

                                                                                 // преобразования

         Napr = ZhachPreob*5/255;                  //получим значение измеренного

                                                                  // напряжения в десятичной форме

         sprintf(buffer,"%06u",Napr);             //форматирование - представление            

                                                                  //числового результата 

         LCD_out_str (buffer,0x40);              //вывод числового значения на ЖКИ, 2  

                                                                  // строка

}

//------------------------------------------------------------------------------

void  Tahometr  (void)

{       

if(PIND & 0x01)== 0x01)        //высоковольтный провод (емкостной //синхронизатор)

                   {

         CurrentTime = TCNT1;          //записываем текущее значение таймера

                                                        //если нет переполнения, то

         if (CurrentTime > PreviousTime) T =  CurrentTime - PreviousTime;

                                                        //если есть переполнение Т/С

         else T = 0xFFFF + CurrentTime - PreviousTime;

         PreviousTime = CurrentTime;            //текущее значение стало предыдущим 

         U=60.0*2*31250/(T);                        //скорость вращения коленвала

         sprintf(buffer,"%06u",U);                  //форматирование

         LCD_out_str (buffer,0x40);     //Вывод числового значения на ЖКИ, 2

                                                        // строка    

                   }

if(PIND & 0x04)== 0x04)        //низковольтный провод (коммутатор)

                   {

         CurrentTime = TCNT1;           //записываем текущее значение таймера

                                                        //если нет переполнения, то

         if (CurrentTime > PreviousTime) T =  CurrentTime - PreviousTime;

                                                        //если есть переполнение Т/С

         else T = 0xFFFF + CurrentTime - PreviousTime;

         PreviousTime = CurrentTime;            //текущее значение стало предыдущим 

         U=60.0*31250/(0.5*T);                     //скорость вращения коленвала

         sprintf(buffer,"%06u",U);                  //форматирование

         LCD_out_str (buffer,0x40);     //вывод числового значения на ЖКИ, 2

                                                        // строка    

                   }

}

void  Stroboskop (void)

{

int c ++;

CurrentTime = TCNT1;           //записываем текущее значение таймера

                                                        //если нет переполнения, то

         if (CurrentTime > PreviousTime) T =  CurrentTime - PreviousTime;

                                                        //если есть переполнение Т/С

         else T = 0xFFFF + CurrentTime - PreviousTime;

         PreviousTime = CurrentTime;            //текущее значение стало предыдущим

if (c=3)

{

if(PIND & 0x01)== 0x01)        высоковольтный провод (емкостной //синхронизатор)

                  {

 UGL=T/720;                                      //2 оборота 1 импульс

 n = 31250/T;                                    // частота искрообразований

          R = 0;                                              //обнуление счетного регистра

          Z = 0;

         while ((PINB & 0x01)== 0x01)          //пока режим  нажат в цикле "режим"

                   i = 0;

{                         

                   for (i = 0, i = n, i ++)               //импульсы  на HL

{

if (i = 1) P();

else if (i = n/2) P();

else if (i = n) P();

_delay_loop_2(T/n);

                   sprintf(buffer,"%06u",R);         //форматирование

                  LCD_out_str (buffer,0x40);     //вывод числового значения на ЖКИ

}

}

                   }

if (PIND & 0x04)  == 0x04)     //низковольтный провод (коммутатор)

{

 UGL=T/180;                                      //1 оборот 2 импульс

 n = 31250/T;                                    // частота искрообразований

          R = 0;                                              //обнуление счетного регистра

          Z = 0;

         while ((PINB & 0x10)== 0x10)          //пока режим  нажат в цикле "режим"

                   i = 0;

{                         

                   for (i = 0, i = n, i ++)               //импульсы  на HL

{

if (i = 1) P();

else if (i = n/2) P();

else if (i = n) P();

_delay_loop_2(T/n);

                   sprintf(buffer,"%06u",R);                  //форматирование

                  LCD_out_str (buffer,0x40);     //вывод числового значения на ЖКИ

}

}

                   }

         }

int main (void)

{       

//------------------------------------/*Настройка портов*/------------------------------------- 

         DDRB = 0x00;                        //PB0 - режим

         PORTB =0xFF;

         DDRD = 0x00;                        // PD2 - выбор (по внешнему прерыванию),

         PORTD =0xFF;

         DDRA = 0xE2;                        //PA1-вход c датчика напряжения

         PORTA =0x1D;                      //PA2-выход на лампу HL 

//-----------------------------------------------------------------------------------------------------

//------------------------------------/*Настройка таймера*/------------------------------------      

         TCCR1A = 0;                          //режим ШИМ выключен

         TCCR1B = _BV(CS12);                   //коэффициент деления частоты системной

                                                        // синхронизации = 256

//-----------------------------------------------------------------------------------------------------

//----------------------------------------/*Настройка АЦП*/------------------------------------

         ADCSRA = (1<<ADEN)|(1<<ADPS2)|(1<<ADPS2);    //ADEN-разрешь

                                                                  // работу АЦП, делитель частоты

                                                                  // АЦП =64(8000000МГц/64=125кГц)

ADMUX = (1<<ADLAR)| (1<<REFS0);     //выравнивание результата 

                                                         // по правому краю выбран первый канал       

                                                        // напряжение питания AVcc 

//-----------------------------------------------------------------------------------------------------

//--------------------------------------/*Настройка прерываний*/-----------------------------              

         GICR = 0x40;                         //разрешить прерывания по выводу INT0

         MCUCR = (1<<ISC11)|(1<<ISC10)|(1<<ISC01)|(1<<ISC00);                                               //генерация внешних прерываний по нарастающему фронту

//-----------------------------------------------------------------------------------------------------

         sei ();                                      //разрешить прерывания

//--------------------------------------------------ЖКИ--------------------------------------------

         LCD_init();                              //инициализация

         while(1)

         {       

         Pezim = 0;                               //обнуление счетного регистра

         LCD_out_str (str1,0x00);

                   while ((PINB & 0x01) == 0x01)

                   {                

                   if (Pezim ==1) Haprezenie ();

                   if (Pezim ==2) Tahometr ();

                   if (Pezim ==3) Stroboskop ();

                   if (Pezim ==3) LCD_out_str (str2,0x00);     //стробоскоп

                   if (Pezim ==2) LCD_out_str (str3,0x00);     //тахометр

                   if (Pezim ==1) LCD_out_str (str4,0x00);     //вольтметр

                   }

         }

}

При использовании стробоскопа с лампой вспышкой необходимо  заменить «процедуру Импульс 1» на «процедуру Импульс 2»

 //----------------------------------------Процедура Импульс 2-------------------------------

void P (void)                                     //формирование импульса к лампе вспышке

{

if (Z1>Z) { _delay_loop_2(Z1);}

DDRA = 0xE2;

         PORTA = 0x1D;

         _delay_loop_2(40);                  //длительность вспышки

         Z1 = 0;

DDRA = 0x1F;

         PORTA = 0xE0;

} 

8 ПЕЧАТНЫЕ ПЛАТЫ

Для обеспечения нормальной работы электронных устройств, необходимо чтобы печатные платы, на которых монтируются электрические схемы, удовлетворяли целому ряду требований:

1) В зависимости от числа проводящих слоев содержащих печатные проводники печатные платы делятся на:

-  односторонние;

-  двухсторонние без металлизации отверстий,

-  двухсторонние с металлизацией отверстий;

-  многослойные.

В зависимости от точности выполнения элементов печатного рисунка печатные платы в соответствии с ГОСТ23751 делятся на 5 классов точности.

2) Печатные платы 1 и 2 класса точности изготавливаются из прецизионного сырья на простом технологическом оборудовании. Печатные платы 3 и 4 класса точности изготавливаются чистого сырья на простом технологическом оборудовании. Печатные платы 5 класса точности изготавливают из чистого сырья на прецизионном оборудовании.

3) Для изготовления односторонних и двухсторонних печатных плат без металлизированных отверстий широко используется химический метод (метод травления).

4) Для обеспечения постоянства электрических параметров печатной платы используются металлические и неметаллические конструкционные покрытия.

Металлические конструкционные покрытия используются для увеличения нагрузочной способности по току и улучшения пайки выводов к печатным площадкам (Сплав РОЗЕ).

Неметаллические конструкционные покрытия:

-  лак УР-231, который наносят на печатные проводники для защиты их от электрических замыканий на металлические конструкционные элементы аппаратуры;

-            эмали для защиты печатной платы от расплавленного припоя при пайке групповым методом.

4) Трассировка печатных проводников

1) Печатные проводники должны располагаться равномерно по всей площади печатной платы.

2) Печатные проводники должны быть параллельны сторонам печатной платы, либо быть под углом кратным 15 град..

3) Существуют две разновидности трассировки печатных плат:

-  прямая (для односторонних и двухсторонних печатных плат);

-  ортогональная или координатная (для двухсторонних печатных плат).

4) Расстояние от края печатной платы до ближайшего печатного проводника должно быть не менее толщины печатной платы.

5) Расстояние между проводниками должно быть максимально возможным;

6) Если пайка печатного узла выполняется волной, то печатные проводники на стороне пайки должны быть расположены параллельно движению волны припоя.

а - печатная плата преобразователя;

б - печатная плата микроконтроллера.

Рисунок 8.1 – Печатные платы

Рисунок 8.2– Печатная плата поджига  лампы – вспышки

Рисунок 8.3 – Печатная плата для светодиода

9 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

На рисунке 9.1 изображен внешний вид автомобильного стробоскопа. Данное устройство выполняет следующие функции: измерение напряжения, измерение количества оборотов двигателя, измерение УОЗ. Это устройство в своем составе имеет следующие элементы: жидкокристаллический индикатор, кнопки управления работой стробоскопа («Режим и Выбор»), излучающий элемент  зависимости от исполнения может быть либо лампой – вспышкой либо светодиодом.

Питание стробоскоп получает от бортовой сети автомобиля.

Рисунок 9.1 – Внешний вид стробоскопа

Конструкция стробоскопа представлена на формате А1.

10 ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Разработка и создание автомобильного стробоскопа с микроконтроллерным управлением относится к научно-исследовательской работе (НИР).

Затраты на проведение НИР З_нир, в руб по данной устройству определяются по  формуле [18]:

З_нир=З_зп+З_отч+З_нр +З_м,                                  (10.1)

где      З_зп – затраты на заработную плату руководителя, инженера исследователя и техника;

           З_отч – отчисления на социальное, медицинское страхования и в другие фонды;

           З_нр – затраты на накладные расходы;

           З_м – затраты на материалы и оборудование.

Заработная плата исполнителей работ состоит из основной и дополнительной заработной платы [19]. Исходные данные для расчёта затрат на заработную плату исполнителей работ сведены в таблицу 10.1.

Таблица 10.1