РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ И ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМ УСТРОЙСТВА

4.1. Состав устройства

В настоящее время отечественные и зарубежные производители выпускают большое количество различных микропроцессоров. Спектр моделей начинается с универсальных микропроцессоров с высокой вычислительной мощностью, предназначенных для решения задач различного уровня и сложности и заканчивается узкопрофильными микроконтроллерами с ограниченным набором возможностей, предназначенными для решения специализированных задач управления.

В данной разработке от процессора требуется выполнение следующих задач:

- прием информации от периферийной части охранной системы;

- формирование сигналов управления внешними устройствами;

- обработка всей принятой и передаваемой информации.

Для реализации поставленной задачи, необходимо применить процессор с невысокой, по современным меркам, вычислительной мощностью. Говоря другими словами, при выборе микропроцессора необходимо избежать избыточности его возможностей над требованиями данного устройства.

Отечественные процессоры К580, К588, К1801, К1810 морально устарели, и от их использования следует отказаться по объективным причинам.

Наиболее целесообразно в данном проекте применить однокристальную микро-ЭВМ (микроконтроллер), выбор моделей которых очень велик.

По разрядности, вычислительной мощности, системе команд они уступают обычным МП, но сочетают в одном корпусе такие устройства, как тактовый генератор, память программ (ПЗУ), память данных (ОЗУ), таймеры, порты ввода-вывода и др.

К этому классу МП относятся однокристальные микро-ЭВМ серий 1813, 1814, 1816, 1820, 1821, 1835, 1837, 1850 отечественного производства /3/. Фирма Intel представляет большой выбор МП этого вида: семейство MCS-51 (8051AH, 81C51SLAL, 8752BH и т.д.); семейство MCS-48 (8048AH, 8050AH и т.д.) – всего более 40 видов. Фирма Microchip Technology выпускает ИМС под общим названием PIC-контроллеры таких серий как 16С54…57, 64, 71, 74, 84. Аббревиатура PIC (programmable interface controller) расшифровывается как программируемый контроллер интерфейса. PIC позволяют организовать разрабатываемую систему с минимальными затратами на аппаратную часть. Эти компактные устройства обладают широкими возможностями при относительно низкой цене. В зависимости от модели PIC-контроллера на одном кристалле могут быть реализованы микропроцессор, различные объемы ПЗУ и ОЗУ, таймеры, АЦП, ЦАП, и др. Выпускаются PIC-контроллеры как с одноразовым, так и с многоразовым программированием встроенного ПЗУ.

Учитывая все вышесказанное, применим в данном проекте однокристальный микроконтроллер PIC18F242 /37, 39-41/.

К достоинствам этого микроконтроллера следует отнести высокое быстродействие (тактовая частота до 40 МГц) при весьма низком энергопотреблении, детектор пониженного напряжения. PIC18F242 наиболее точно подходит для применения в данном устройстве. Количество входов/выходов PIC18F242, объем памяти программ и встроенного ОЗУ удачно подобраны под задачи проекта. Возможность битовых операций над операндами существенно упрощает и ускоряет обработку информации.

Технические данные микроконтроллера PIC18F242 приводятся в таблице 4.1.

Таблица 4.1.