Устройство дистанционного управления

    Министерство  Образования Республики Беларусь

    Белорусский Государственный Университет

    Информатики и Радиоэлектроники 

    Факультет компьютерных систем и сетей 

Кафедра Электронных Вычислительных Машин 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

    к курсовому проекту

    по  предмету "Схемотехника"

    на  тему:

    « Устройство дистанционного управления» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Проверил:               Выполнил: Байрак С. А.           ст. гр. 850503               Кампос М.В.

                                                                 
 
 
 

    Минск 2011

    Задание по курсовому проектированию 

    Разработать устройство дистанционного управления, удовлетворяющее следующим критериям:

1. радиоволновая передача и приём
2. применить механизм амплитудной манипуляции (ASK)
3. построение схем приёмника и передатчика при помощи микроконтроллеров AVR
4. двухканальное управление приемником

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Содержание 

1. Введение………………………………………………………………3
2. Обзор литературы…………………………………………………….7
3. Блок схемы алгоритма………………………………………………..9
1.   Описание алгоритма работы микроконтроллера передатчика..
2.   Описание алгоритма работы микроконтроллера приёмника..11
4. Описание и назначение узлов структурной схемы……………… 12
5. Описание входов и узлов функциональной схемы………………..13

5.1. Функциональная  схема передатчика…………………………….

5.2. Функциональная  схема приёмника…………………………….

    6.  Описание принципиальной схемы устройства…………………….15

             6.1. Принципиальная схема передатчика……………………………..

             6.2. Принципиальная схема приёмника……………………………….

    7. Расчёт потребляемой мощности……………………………………..16

    8. Перечень используемых элементов…………………………………17

    9. Заключение……………………………………………………………18

    10. Список литературы………………………………………………….19

    Приложение  A. Структурная схема……………………………………20

    Приложение  Б1. Функциональная схема передатчика………………..21

    Приложение  Б2. Функциональная схема приёмника………………….22

    Приложение  В1. Принципиальная схема передатчика……………….23

    Приложение  В2. Принципиальная схема приёмника…………………24

Приложение  В3. Принципиальная схема источника питания   приемника………………………………………………………………..25

    Приложение  Г1. Код программы передатчика………………………..26

    Приложение  Г2. Код программы приёмника………………………….27 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    1 Введение 

    В современном мире компьютерная техника  сопровождает человека буквально во всем, значительно облегчая ему многие ежедневные задачи. Без компьютерной техники, зачастую, уже невозможно решить многие вопросы как делового характера, так и бытового. Компьютерная техника делает нашу жизнь более комфортной и увлекательной.

    К счастью, или, к сожалению, но на сегодняшний  день компьютеры и всевозможные подобные им девайсы являются едва ли не самыми важными приборами, без которых  невозможно представить жизнь подавляющего большинства людей. Именно эти многофункциональные  приспособления управляют работой  заводов, регулируют деятельность компаний, в конце концов, именно компьютеры помогают каждому из нас в решении  многих повседневных задач, справиться с которыми без помощи техники  очень сложно или даже совсем невозможно.

    Кроме того, эти незаменимые приборы  постепенно, незаметно, но, в то же время, неуклонно внедряются во сферы жизни, избавляя человека от необходимости  прилагать ненужные и зачастую абсолютно  лишние усилия, а также, что не менее  важно, экономя время, которое можно  потратить намного приятнее, полезнее и эффективнее. Под влиянием этого  процесса многие предметы, например, душевые кабины, не говоря уже о телевизорах, музыкальных проигрывателях и прочих подобных приборах, приобретают компьютерные системы управления и различные функции, начиная от бодрящего или, наоборот, расслабляющего и успокаивающего гидромассажа и заканчивая ингаляциями и даже эффектом бани.

    Учитывая  все это, становится совершенно ясно, что хотя бы основные знания об устройстве компьютера, его комплектующих и  их особенностях, достоинствах и недостатках, а также умение ориентироваться  в практически бесконечном мире различного программного обеспечения  являются на сегодняшний день практически незаменимыми и необходимыми каждому взрослому человеку, желающему добиться успеха в непростых и неоднозначных условиях современного мира.

    Когда-то радиоустройство было большой машиной  с деревянной панелью, бубнящей новости  и музыку, ярко светящейся и угрюмо стоящей в углу жилой комнаты. Яркий представитель радиоустройств сегодняшнего дня – изящный мобильный  телефон (смартфон?! мобильный компьютер?!), уместившийся в Вашем кармане. В  недалеком будущем радиоустройства  совсем скроются от наших глаз, поскольку  радиочипы будут встроенными во множество вещей, которыми мы пользуемся ежедневно. Эти чипы и сети, которые соединяют их вместе, должны раскрыть настоящий потенциал беспроводных технологий, пока еще скрытый от невооруженного взгляда.

    Также как микропроцессоры, которые стали  встроенными практически во все  устройства на протяжении нескольких последних десятилетий, чипы для  беспроводных коммуникаций станут неотъемлемой частью больших и малых предметов  нашего быта. Возможностей для использования  этой функции более чем предостаточно. Умные предметы, штучки и другие гаджеты будут иметь возможность  связи между собой, будут обслуживаться  и обновляться удаленно. Датчики  внутри зданий и мостов позволят эффективно обслуживать их, и в каждый момент времени быть уверенным в их полной безопасности. Беспроводные устройства на плодоносящих землях будут постоянно  измерять температуру и влажность и управлять поливными системами для оптимального режима роста растений. Крошечные радиометки будут служить гарантией подлинности принимаемых нами медицинских препаратов, будут подтверждать место происхождения того или иного товара. Миниатюрные чипы на теле человека будут отправлять информацию об его состоянии в клиники, позволяя нам лучше следить за своим здоровьем.

     Беспроводная революция должна сделать цифровую информацию о чем угодно доступной в любое время в любом месте практически бесплатно. Информация, не привязанная к проводам и информационным кабелям, сможет быть быстро доставлена в то место, где в ней нуждаются в настоящий момент. Информация, не привязанная к проводам и информационным кабелям, сможет быть быстро доставлена в то место, где в ней нуждаются в настоящий момент. Беспроводные коммуникации несут в себе множество преимуществ, о которых мы даже не задумываемся. Многочисленные устройства и объекты, могут наблюдаться и контролироваться на огромном расстоянии. Огромные массивы данных, сбор которых был либо вообще невозможен, либо неимоверно дорог, станут основой для предоставления множества совершенно новых услуг.

     Беспроводные  технологии могут существенно поднять  производительность людей, также как  это уже сделали информационные технологии. Беспроводные технологии станут неотъемлемой частью устройств, которыми мы пользуемся в повседневной жизни, примерно в следующие 50 лет. Они будут присутствовать практически повсеместно, также как электрические моторы навсегда «поселились» внутри лифтов и миксеров в первой половине 20 века, и как микропроцессоры, которые «колонизировали» автомобили и кофеварки во второй половине теперь уже прошлого века. Иногда, результаты «дружбы» устройств с радио будут пугающими на первый взгляд, но по большей части, такая дружба, несомненно, проявит синергию и будет удивительно полезной для всех нас.

     Естественно, современная радиопередающая электроника  непросто не представляется без такого важного электронного узла, как микроконтроллеры. Микроконтроллер в повседневной жизни встречается нам настолько часто, что проще сказать: “практически вся современная электроника изготавливается с применением микроконтроллеров”.

     Микроконтроллер – это компьютер в миниатюре, размещенный в корпусе одной  микросхемы. В его состав входят все необходимые для компьютера блоки: арифметико-логическое устройство, генератор тактовой частоты, оперативная  память, постоянная память (для хранения программы), порты ввода-вывода, энергонезависимая  память данных и различные дополнительные устройства (АЦП, таймеры (как правило, несколько), компаратор, блок обработки  внешних прерываний, блоки, в которых  аппаратно реализованы функции  стандартных интерфейсов – таких как RS – 232, USB и т.д.).

     Время выполнения одной команды современного микроконтроллера составляет в среднем 100нС, что позволяет за 1 секунду  выполнить 10 000 000 простейших операций. Код программы, записываемый в память хранения программы, может записываться в микросхему многократно (примерно 100 000 раз), что позволяет модифицировать устройство функционально непосредственно на рабочей плате.

     Большим достоинством является возможность  производителю закрывать код  программы изделия от несанкционированного доступа (“пиратства”).  
Реализация в одной микросхеме микроконтроллера огромного количество разнообразных функций позволяет многократно уменьшить габариты и стоимость производимого электронного устройства в целом, снизить энергопотребление до весьма малых значений, Среднее потребление тока микроконтроллера составляет 1- 5 миллиампер, а в состоянии “сна” - сотни микроампер при напряжении питания 3 – 5 В. В качестве примера наиболее подходящим будет мобильный телефон. В его состав входит микроконтроллер, который и обеспечивает реализацию всех функций. Спектр применения микроконтроллеров самый разнообразный – от детских игрушек до автомобилей, 1/3 стоимости которых составляет электроника, состоящая в основном из сложных микроконтроллерных устройств жизнеобеспечения и эффективной работы. 
 
 
 
 
 
 

    2 Обзор литературы 

    Информация  – это совокупность сведений о  каких-либо событиях, явлениях или предметах, предназначенных для передачи, приёма, обработки , преобразования, хранения или непосредственного использования.[1] Информация, подлежащая передаче и выраженная в определенной форме, называется сообщением. В системах связи в качестве носителя сообщений используются электрические сигналы. Электрические сигналы представляют сообщение во времени. В зависимости от среды распространения электрических сигналов различают проводные и радиосистемы. В данной курсовой работе нас будут интересовать непосредственно последние.  По назначению все системы радиосвязи делятся на вещательные, отличающиеся высокой степенью художественности воспроизведения сообщений, и профессиональные. В свою очередь, профессиональные радиосистемы разделяют на следующие виды:

• симплексные; радиосвязь осуществляется на одной несущей частоте (это обычно радиосети);
• дуплексные; радиосвязь двухстороння несется на двух частотах.

По числу  используемых каналов различают  одноканальные и многоканальные системы связи. При этом в многоканальных системах большой объём тракта связи делят по времени передачи, спектру частот и динамическому диапазону (уровню сигнала). По этому признаку многоканальные системы строят: