1.2.2 Выбор устройства отображения информации

Были рассмотрены возможности использования LCD дисплея без подсветки и семи-сегментного индикатора. Основной плюс LCD - простой вывод информации без дополнительных преобразований кодов и небольшое энергопотребление, что позволило бы использовать в качестве источника питания устройства гальванические элементы.

Все же было решено использовать блок семи-сегментных индикаторов, т.к. он более доступен и имеет подсветку, что позволяет использовать устройство в темное время суток. Есть широкий выбор таких индикаторов, можно использовать практически любые. Кроме того, можно самостоятельно изготовить индикаторы из цепочек светодиодов. В стационарном режиме работы термометра это позволит сконструировать индикаторы больших размеров. При определенном навыке изготовления таких устройств можно продавать их за немалые деньги.

1.2.3 Выбор микроконтроллера

Компания Microchip используют множество новейших технологий для создания микроконтроллеров семейства PIC (Peripheral Interface Controller) и показывают одни из лучших результатов: минимальные энергозатраты, высокую производительность, RISC-архитектуру которая развивается с каждым днем, многофункциональность и малые размеры. Обладают документацией по каждому микроконтроллеру, что позволяет использование их в устройствах, для различных средств деятельности.

Первые микроконтроллеры компании Microchip PIC16C5x появились в конце 1980-х годов и благодаря своей высокой производительности и низкой стоимости составили серьезную конкуренцию производившимся в то время 8-разрядным МК с CISC-архитектурой.

Появление гарвардской двухшинной архитектуры вместо одношинной фон-неймана позволило увеличить скорость обработки команд в PIC-контроллерах до 5млн. Все ресурсы микроконтроллер полностью состоит аппаратных регистров т.е. любой порт памяти, ввода/вывода т.д. есть аппаратный регистр.

Любой PIC-контроллер содержит в себе RISC-процессор с идентичной системой команд, который позволяет работать независимо от регистра команды, используя случайную адресацию. Разработчик имеет возможность сохранить результат процесса в регистре-аккумуляторе или во втором регистре, используемом для процессов.

На данный момент Microchip работает в пяти различных направления 8-разрядных RISC-микроконтроллеров, которые владеют обратной совместимостью:

Множество PIC-контроллеров выпущены с one time programmer т.е. один раз запрограммировали и все (ОТР), с функцией внутреннего программирования или масочным ПЗУ. Если нужна функция отладки придется приобрести дорогую версию контроллера с Flash-памятью. Весь список выпущенных модификаций PIC-контроллеров содержит около пяти ста названий. Таким образом Microchip почти, что монополизировала рынок 8-разрядных микроконтроллеров.

Для написания прошивки для PIC-контроллера можно воспользоваться любым компилятором, который поддерживает ассемблер или же воспользоваться средой разработки, которая предлагает компания разработчик MPLAB IDE.

Самые распространенными и успешными являются микроконтроллеры серий Р1С16СХХХ и Р1С17СХХХ.

Микроконтроллеры серий PIC16CXXX и PIC17CXXX

Главным способом применения микроконтроллеров серий PIC16 и PIC17), является работа с различными интерфейсами.

PIC-контроллеры имеют встроенные сторожевые таймеры, а также встроенную систему сброса при включении питания. Тактовую частоту генератора задают либо кварцевым резонатором, либо цепочкой в диапазоне от 0-25 МГц. PIC-контроллеры существуют от 12 до 33 линий цифрового ввода-вывода, и все они могут быть запрограммированы на ввод или вывод.

Владеет несколькими методами адресации, что позволяет эффективно взаимодействовать и распределять биты по регистровому файлу. Так же PIC-контроллеры имеют аппаратный стек, и его глубина зависит от типа контроллера и может доходить до 8 уровней. В любом PIC существуют прерывания, таймер или любой внешний сигнал может стать прерывание в микроконтроллере. Так как в RISC-ядре команды состоят из одного слова то они легко запоминаемы и обучаемы.

Так как PIC-контроллеры не требуют большого кол-ва деталей для сборки устройств, то лучшая ниша для их применения простые электронные устройства с автономным питанием или же питанием от сети. Благодаря этому решение время работы устройств будет увеличено, а размер уменьшен в несколько раз.

Микроконтроллер так как является одной из важнейших частей термометра должен обладать хорошими характеристиками и быть недорогим.

У микроконтроллера должно быть достаточное кол-во портов для работы с ними. И выбор пал на PIC16f628A

Его характеристики:

• тактовая частота 20МГц;

• поддерживает прерывания;

• 8-ми уровневый аппаратный стек;

• прямая, косвенная и относительная адресация;

• 35 команд длиной в слово;

• все выполняется за один машинный цикл, кроме ветвления и условия истинны;

• внешний и внутренний режимы тактового генератора;

• режим энергосбережения;

• программируемые подтягивающие резисторы на входах PORTB;

• защита кода программы;

• сброс по снижению напряжения питания BOR;

• сброс по включению питания POR;

• широкий диапазон напряжения питания от 2.0В до 5.5В;

• промышленный и расширенный температурный диапазон.

Периферия

16 каналов ввода/вывода с индивидуальными битами направления

Сильноточные схемы портов сток/исток, допускающих непосредственное подключение светодиодов.

Вывод

Этот микроконтроллер подходит нам. Имея 16 каналов ввода/вывода нам должно хватить на подключение термодатчика и семи-сегментного индикатора и у нас даже еще останется несколько портов для подключения дополнительных деталей.

Также PIC16f628A может работать с интерфейсом 1-Wire, что позволяет нам спокойно работать с нашим термодатчиком и у них не будет никаких проблем с совместимостью. Микроконтроллер позволяет работать с функцией паразитного питания датчика, что является еще одним плюсом. Он довольно распространён и не является слишком дорогим в плане цены.