Розробка пристрою вимірювання та індикації температури на базі мікроконтролера ATmega8535   (ID роботи: 10579)

ВСТУП
1. АНАЛІЗ ЗМІСТУ ЗАДАЧІ
1.1. Призначення та структура пристрою
1.2. Опис джерел та приймачів сигналів
1.3. Принципова схема пристрою
2. ОБҐРУНТУВАННЯ АЛГОРИТМУ РОБОТИ МІКРОКОНТРОЛЕРА
2.1. Загальний опис алгоритму роботи
2.2. Структурна схема алгоритму роботи
3. СКЛАДАННЯ ПРОГРАМИ МІКРОКОНТРОЛЕРА ТА ЇЇ СИМУЛЯЦІЯ В ALGORITHM BUILDER
3.1. Обґрунтування побудови програми
3.2. Симуляція програми в середовищі Algorithm Builder
4. МОДЕЛЮВАННЯ ПРИСТРОЮ У СИСТЕМІ VMLAB
4.1. Підготовка моделі пристрою
4.2. Мета та етапи моделювання
4.3. Аналіз результатів моделювання
5. ПРОГРАМУВАННЯ МІКРОКОНТРОЛЕРА
5.1. Налаштування режиму тактування мікроконтролера
5.2. Розрахунок параметрів аналого-цифрового перетворення
5.3. Розрахунок номінальної та граничних температур
5.4. Підготовка та запис програми у пам’ять мікроконтролера
6. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ПРИСТРОЮ
ЗАКЛЮЧЕННЯ
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

Сучасні цифрові пристрої все частіше створюються на основі мікроконтролерів через їхню універсальність, надійність та економічну доцільність. Використання таких мікроконтролерів дозволяє значно скорочувати апаратну складову, зменшити кількість зовнішніх елементів, підвищити можливості адаптації та спростити оновлення продукції шляхом заміни лише програмного забезпечення без змін у жорсткому забезпеченні.
Мікроконтролери поділяють за розрядністю (8-, 16-, 32-бітові), архітектурою ядра (CISC, RISC), типами пам'яті для програм (ROM, EPROM, EEPROM, Flash) та сферою застосування. Широко вживаними є 8-бітові RISC-мікроконтролери, зокрема родина AVR, яка характеризується високою продуктивністю, ефективним набором команд і простими інструментами програмування.
Мікроконтролери родини AVR побудовані за гарвардською архітектурою, що передбачає окреме зберігання пам’яті програм та даних, скорочений набір команд і виконання більшості операцій протягом одного такту. Наявність внутрішніх периферійних блоків — АЦП, таймерів, портів вводу/виводу, контролерів переривань — робить їх ефективними платформами для створення приладів вимірювання та керування.
Метою цієї курсової роботи є проектування та аналіз пристрою вимірювання температури з цифровою індикацією на основі мікроконтролера ATmega8535. У роботі детально розглядаються архітектура пристрою, логіка його роботи, методи програмної реалізації, а також отримані результати моделювання у середовищах Algorithm Builder та VMLab.

Під час виконання курсової роботи створено та протестовано пристрій контролю та відображення температури на основі мікроконтролера ATmega8535. Було проведено огляд технічного завдання, обґрунтовано вибір компонентів та архітекурних особливостей мікроконтролера, а також розроблено логіку роботи пристрою.
Вивчено структурну організацію пристрою та його робочий принцип. Розроблено принципову електричну схему, що забезпечує надійне підключення датчика температури, аналогово-цифрового перетворювача та системи індикації. Показано, що використання внутрішніх апаратних можливостей мікроконтролера дозволяє скоротити кількість зовнішніх елементів та спростити конструктивну реалізацію пристрою.
На базі розробленого алгоритму створено програмне забезпечення для мікроконтролера за допомогою середовища Algorithm Builder. Виконано симуляцію програми, що підтвердила правильність обробки аналогового сигналу та адекватну работу світлодіодних індикаторів та семисегментної індикації. Асемблерний код готовий до запису у внутрішню пам'ять мікроконтролера.
Моделювання роботи пристрою в середовищі VMLab дозволило перевірити його функціональність у різних температурних умовах. Результати симуляції підтвердили відповідність роботи пристрою технічним вимогам проектування та адекватну реакцію на зміни вхідного сигналу від датчика температури.
Під час виконання розрахунків визначено номінальне значення температури та допустимі межі для обраного варіанта, обґрунтовано параметри перетворення аналогового сигналу та режими годинника мікроконтролера. Використання вбудованого RC-генератора забезпечило стабільну роботу пристрою без необхідності додаткових елементів генерації тактового сигналу.
Наявність мікроконтролера дозволяє досягти більшої гнучкості, зменшити складність апаратної частини та надати можливість подальшого розширення функціоналу через зміну програмного забезпечення порівняно з чисто апаратними рішеннями аналогічних пристроїв.
Розроблений пристрій може знайти застосування у системах регулювання температури, навчальних лабораторних комплексах та автоматизованих вимірювальних установках. Одержані результати підтвердили реалізацію мети курсової роботи та доцільність використання мікроконтролерів родини AVR для вирішення завдань вимірювання та відображення фізичних параметрів.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Панчук О. О., Смолянець Ю. О., Хливнюк М. Г. Цифрові пристрої та мікропроцесори : підручник. — Житомир : ЖВІРЕ, 2006. — 412 с.
2. Панчук О. О., Смолянець Ю. О. Цифрові пристрої та мікропроцесори. Ч. II. Основи побудови і програмування мікропроцесорних пристроїв : навч. посіб. — Житомир : ЖВІРЕ, 2006. — 368 с.
3. Панчук О. О., Іщенко І. А. Цифрові пристрої та мікропроцесори. Завдання на лабораторні роботи і методичні рекомендації до їх виконання. Частина III. — Житомир : ЖВІ НАУ, 2008. — 96 с.
4. Голубцов М. С., Кириченкова А. В. Мікроконтролери AVR: від простого до складного. — Москва : СОЛОН-Пресс, 2004. — 528 с.
5. ATmel Corporation. ATmega8535 Datasheet [Електронний ресурс]. — Режим доступу: https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/ATmega8535.pdf (дата звернення: 18.01.2026).
6. Algorithm Builder. User Manual [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://www.algrom.net/AB512.exe (дата звернення: 18.01.2026).
7. AMCTools. VMLab — Virtual Microcontroller Laboratory [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://www.amctools.com (дата звернення: 18.01.2026).