Курсовая работа: Проектирование управляющих программ компьютерных систем и комплексов

Содержание

Введение. 6

1Теоретическая часть. 9

1.1Характеристики микроконтроллера. 9

1.1.1Назначение микроконтроллера ATtiny2313-20SI 10

1.1.2Общая информация о серии ATtiny. 10

1.2Конструктивное исполнение микроконтроллера. 12

1.2.1Основные типы корпусов микроконтроллеров. 12

1.2.2Применение корпуса PDIP. 13

1.3Тип памяти микроконтроллера. 16

1.3.1Классификация памяти микроконтроллера. 16

1.3.2Тип памяти в микроконтроллере ATtiny2313-20SI 17

1.4Особенности программирования микроконтроллера. 18

1.5Программные и аппаратные средства для микроконтроллера. 20

1.5.1Программное обеспечение. 20

1.5.2Программатор. 21

2Практическая часть. 24

2.1 Программный код. 24

2.2 Алгоритм работы устройства. 24

2.2.1Основные этапы алгоритма работы устройства: 24

3Техника безопасности при работе с компьютерной техникой, периферийными устройствами и охрана окружающей среды.. 27

3.1 Требования к ПЭВМ.. 27

3.2 Требования к помещениям для работы с ПЭВМ. 28

3.3 Требования к микроклимату, содержанию аэроионов и вредных химических веществ в воздухе на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ. 30

3.4 Требования к уровням шума и вибрации на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ31

3.5 Требования к освещению на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ. 32

3.6 Требования к уровням электромагнитных полей на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ. 34

3.7 Общие требования к организации рабочих мест пользователей ПЭВМ. 34

3.8 Требования к организации и оборудованию рабочих мест с ПЭВМ для взрослых пользователей. 36

3.9 Требования к организации и оборудованию рабочих мест с ПЭВМ для обучающихся в общеобразовательных учреждениях и учреждениях начального и высшего профессионального образования. 37

3.10.2 Охрана окружающей среды. 45

3.10.3 Технологии утилизации. 46

3.10.4 Утилизация компьютерной техники. 47

3.10.5 Утилизация жидкокристаллических мониторов. 49

Заключение. 50

Библиография. 51

Введение

Целью данного курсового проекта является исследование характеристик и программирования микроконтроллера ATtiny2313-20SI. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• изучить характеристики микроконтроллера;
• изучить конструктивное исполнение микроконтроллера;
• подобрать подходящее программное обеспечение и программатор;
• изучить код управляющей программы.

Микроконтроллеры занимают одно из ключевых мест в современной электронике и цифровой технике. Под микроконтроллером понимается интегральная схема, которая сочетает в себе функции центрального процессора, оперативной памяти, постоянного запоминающего устройства и периферийных модулей [1]. По сути, это миниатюрный компьютер на одном кристалле, специально разработанный для управления различными техническими системами и устройствами. Основное назначение микроконтроллера заключается в выполнении функций управления: обработке входных сигналов, принятии решений на основе заложенного алгоритма и формировании управляющих воздействий на внешние устройства.

В отличие от универсальных микропроцессоров, микроконтроллеры ориентированы на решение конкретных задач в реальном времени. Они находят применение в самых разных областях: от бытовой электроники (телевизоры, стиральные машины, кухонная техника) до автомобильной промышленности, средств связи, медицинского оборудования и промышленных систем управления. Простота интеграции, низкая стоимость и высокая функциональная насыщенность делают микроконтроллеры незаменимыми в разработке современных электронных устройств.

Одним из наиболее популярных семейств микроконтроллеров являются AVR-контроллеры, разработанные компанией Atmel (впоследствии приобретённой корпорацией Microchip Technology) [2]. Серия AVR была впервые представлена в середине 1990-х годов и с тех пор получила широкое распространение среди разработчиков благодаря удачному сочетанию архитектурных решений и доступного инструментария для программирования.

Ключевой особенностью AVR-микроконтроллеров является использование модифицированной архитектуры Harvard, которая обеспечивает раздельное хранение программного кода и данных. Благодаря этому достигается высокая скорость обработки команд: большинство инструкций выполняется за один такт. Это отличает AVR от многих других микроконтроллеров того времени и делает их более производительными при сравнительно низкой тактовой частоте.

Семейство AVR включает в себя множество моделей, различающихся по объёму памяти, количеству периферийных модулей и назначению. Наиболее известными представителями являются контроллеры серий ATtiny, ATmega и ATxmega.

• ATtiny – компактные микроконтроллеры с минимальным набором функций, применяемые в простых устройствах, где критичны низкая стоимость и малое энергопотребление.
• ATmega – наиболее распространённая серия, отличающаяся оптимальным соотношением функционала и стоимости. Контроллеры этой линейки используются в образовательных целях, в любительских и промышленных проектах. Одним из самых известных представителей является ATmega328, который лег в основу популярных платформ Arduino [3].
• ATxmega – более производительные контроллеры с расширенным набором периферии, ориентированные на более сложные задачи и промышленные применения.

Дополнительным преимуществом AVR-контроллеров является развитая экосистема программных и аппаратных средств. Существует большое количество сред разработки (например, AVR Studio / Atmel Studio), готовых библиотек и примеров программного кода. Наличие доступных отладочных средств и программаторов позволяет даже начинающим разработчикам быстро освоить работу с микроконтроллерами.

Простота изучения и применения AVR-семейства сделала его важным этапом в подготовке специалистов в области электроники и программирования встроенных систем. Эти микроконтроллеры служат отправной точкой для освоения более сложных решений и архитектур. Несмотря на появление новых семейств, AVR по-прежнему остаётся востребованным благодаря сочетанию надёжности, простоты и широкого распространения [4].