Academic literature on the topic 'Програмування мікроконтролера'

Розроблено типові програмні шаблони Стан (State pattern) в процедурному і об’єктно-орієнтованому програмуванні, які дозволяють уніфікувати вихідний код системного програмного забезпечення для мікроконтролерів архітектури Сortex-М різних вироб­ників. Програмне забезпечення адаптовано до математичної моделі кінцевого автомата (finite-state machine (FSM)). Результати пройшли випробування на мікроконтролерах серії STM32F1хх. Застосована методика [1] дозволяє поширити отримане рішення на мікроконтролери інших виробників, що підтверджує цінність розроблених шаблонів.

У статті розглянута задача визначення положення в тривимірному просторі, оскільки це один з ключових етапів при створенні БПЛА, що за останні кілька років стали дуже популярними і водночас корисними, так як здатні виконувати широкий спектр завдань. Вирішення цієї задачі дозволяє отримати значення кута нахилу за допомогою акселерометра та миттєвої кутової швидкості з роздільною здатністю, заданою в настройках, в градусах в секунду завдяки гіроскопу, тобто можна визначати рух, падіння об'єкта або поштовх об перешкоду, щоб оминати її. Визначено конфігурацію БПЛА та комунікаційний зв’язок. Також у роботі наведено принцип обробки даних мікроконтролером з суміщених датчиків, на прикладі застосування модуля GY-521, головним елементом якого є мікросхема MPU-6050, що об'єднала в одному корпусі 3х-осевий гіроскоп, 3х-осевий акселерометр і термометр. Область застосування модулю досить широка, а саме для координації різних пристроїв - від просто детектора руху до системи орієнтації різних роботів або управління рухами будь-яким пристроями, до того ж суттєвою перевагою модуля GY-521 є низька вартість і низьке енергоспоживання. Завдяки реалізації внутрішнього зв'язку між мікроконтролером STM32 і модулем GY-521 по шині даних I2C, протестована робота сенсора для орієнтації БПЛА; наведено фрагмент коду, що демонструє настройку модуля, тобто встановлення режиму роботи, значення чутливості сенсора і діапазон вимірювань датчика MPU-6050, та фрагмент коду для зчитування показників датчиків. В роботі використано середовище розробки Keil µVision, що представляє собою набір утиліт для виконання повного комплексу заходів з написання програмного забезпечення для мікроконтролерів на мові програмування C++.Отримані результати перевірки роботи модуля GY-521 демонструють показання акселерометра по осі x.

Вступ. Для виявлення полуменевих пожеж одними з найкращих є теплові пожежні сповіщувачі. Вони найпростіші, не дорогі, прості та дешеві в обслуговуванні, дуже надійні, мають хорошу стійкість до різноманітних завад порівняно з іншими типами сповіщувачів, однак, мають найбільшу інерційність спрацювання. Існує ряд об’єктів, де виникають полуменеві пожежі або де є значне забруднення і тоді теплові пожежні сповіщувачі є незамінними у використанні. Загалом, теплові пожежні сповіщувачі більш стійкі до несприятливих умов середовища порівняно з іншими типами сповіщувачів. Зменшити час виявлення загорання тепловими пожежними сповіщувачами можна завдяки використанню новітніх технологій при розробці алгоритмів роботи на основі нечіткої логіки, нейронних мереж та сучасних мікроконтролерів. Ці математичні апарати дають змогу покращити технічні характеристики теплових сповіщувачів, зменшити їхню інерційність спрацювання. Вони також можуть зменшити хибність спрацювання пожежного сповіщувача та точно розпізнати загорання.Мета роботи. Розробити блок нечіткої логіки максимального теплового пожежного сповіщувача з можливістю його реалізації в мікроконтролері на базі апаратно-обчислювальної платформи (плати) Аrduino.Основні результати дослідження. У цій статті розглядається так званий метод нечіткого висновку Сугено. Найпростіший спосіб візуалізувати системи Сугено першого порядку – це вважати, що кожне правило є визначенням місця розташування рухомої точки. Тобто одиночні вихідні піки можуть переміщатися лінійно у вихідному просторі, залежно від того, що є вхідним сигналом. Це також має тенденцію зробити такі системи дуже компактними та ефективними.Для подальшого застосування плат Arduino для розробки та дослідження нечіткого блоку максимального пожежного сповіщувача, побудованого на основі нечіткої логіки, необхідне здійснення одного дуже важливого кроку – розібрати на елементарні складові і дослідити пакет Fuzzy Logic Toolbox, який надалі буде використовуватися як еталонний для розробки програми для Arduino. У випадку програмної реалізації нечіткого блоку в програмному середовищі Arduino найкращі результати отримуються при застосуванні функцій належності трикутної і трапецієподібної форми. В пакеті Fuzzy Logic Toolbox MATLAB/Simulink був розроблений нечіткий блок Сугено. Надалі він виступив еталонним на етапі створення нової моделі нечіткого блоку і її реалізації в пакеті MATLAB/Simulink для подальших досліджень точності та адекватності отриманої моделі. Розроблена нова модель нечіткого блоку Сугено нульового порядку в пакеті MATLAB/Simulink. Проведено дослідження точності і адекватності отриманої моделі, шляхом подачі лінійного наростаючого сигналу на вході зі швидкістю 1 од/сек. Результати збіглися, похибка відсутня. Отже отримана нова модель буде служити прототипом для створення нечіткого блоку максимального теплового пожежного сповіщувача в мікроконтролері плати Arduino.В програмному комплексі Arduino з використанням мови програмування С була здійснена апаратна реалізація нечіткого блоку Сугено нульового порядку для одного входу на платі Arduino Mega 2560. Реалізація здійснена для масштабованого сигналу на вході і виході [0, 1]. Такий масштаб легко привести до робочої напруги плати Arduino 5 В. Після програмування плати Arduino було здійснено експериментальні дослідження шляхом зміни потенціометром напруги на вході плати від 0 до 5 В, що відповідає вихідному сигналу з давача температури DHT21/AM2301A. Крок зміни напруги на вході – 0,25 В.Висновки. Розглянуто математичні основи нечіткого блоку Сугено. На їх основі для максимального теплового пожежного сповіщувача розроблено модель нечіткого блоку Сугено з одним входом у програмному середовищі MATLAB/Simulink. В ході проведених досліджень вона показала 100% точність і адекватність по відношенню до існуючої моделі у пакеті Fuzzy Logic Toolbox MATLAB/Simulink. На відміну від існуючої моделі запропоновану модель нечіткого блоку можна реалізувати в мікроконтролері. В програмному комплексі Arduino, була здійснена апаратна реалізація нечіткого блоку максимального теплового пожежного сповіщувача з використанням мови програмування С і плати Arduino Mega 2560. Після програмування Arduino було здійснено експериментальні дослідження. Похибка результату, обчисленого Arduino не перевищила 2,5%. Час виконання одного повного циклу нечіткого блоку – 0,004сек.

Метою дослідження є розробка пристрою захисту приміщення від несанкціонованого доступу. Задачами дослідження є аналіз пристроїв для захисту приміщень, підходи до їх структури, моделювання та програмування. Об’єктом дослідження є процес захисту приміщення від несанкціонованого доступу. Предметом дослідження є пристрій для захисту приміщень від несанкціонованого доступу для домашнього і корпоративного користування. У роботі проаналізовано складові пристрою, наведено його схему та досліджено переваги, серед яких можна виокремити: доступність, програмування мікроконтролеру в середовищі Arduino, можливість роботи в автономному режимі, незалежність від енергомереж, можливість використання зовнішніх джерел живлення постійного струму, проста подальша модифікація та ін. Було проведено декілька серій тестування розробленого пристрою для дослідження його ефективності та працездатності. Результат досліджень: у подальшому планується вдосконалення пристрою, спрощення та покращення ефективності його роботи.

Магістерська дисертація на здобуття ступеня магістру на тему “ Система підтримки життєдіяльності рослин у теплиці ”: 101с., 23 рис., 26 табл., 8 додатки, 21 джерел. Об'єкт дослідження – автоматизація процесу зрощення рослин. Мета роботи – розробка системи, що забезпечить можливість покращеного зрощення рослин шляхом підтримки ідеальних параметрів середовища з мінімальним втручанням людини. У магістерській дисертації розглянуто проблему автоматизації зрощення рослин. Отримано перелік параметрів, зміну та підтримку яких система має автоматизувати. Отримано уяву про взаємодію елементів системи з можливими елементами, зображеними у додатку Д. Також спроектовано діаграму прецедентів, зображену у додатку Ж. Визначено основні елементи органів системи. Побудована структура на основі якої побудовано функціональну схему. Описано взаємодію кожного елемента для кожного органу системи, їх призначення, методи взаємодії. Створено алгоритм, за яким система має змінювати параметри суміші. На основі структурної, функціональної схеми, алгоритму та технічного завдання спроектовано програмне забезпечення для мікроконтролера. Розроблено механізм зберігання сценаріїв. Створено «захоплюючий портал» для первинного підключення пристрою до мережі Інтернет. Отримано програмне забезпечення готове до завантаження у МК. Отримано робочу систему. Отримано результати роботи системи, що задовольняють потреби. Система підтримує параметри кислотності у границях «задана – 0.5 од» < задана < «задана + 0.5 од», що є допустимим для проходження росту рослини, подає потрібні кількості добрив та кількість чистої води. Проведено аналіз ринку та розробка стратегії запуску стартап-проєтку. враховано всі ризики, маркетингові стратегії та ключові переваги концепції потенційного продукту, побудовано бізнес-план подальшого розвитку системи.
Master's thesis for master's degree on the topic " Plant’s life support system in greenhouse": 101p, 23 figures, 26 tables, 8 annexes, 21 sources. Object of study – plant’s grow process automation. The purpose of the work – develop plant automation system to obtain better growing experience by maintaining ideal plant’s environment parameters. Also the goal is to free user from maintaining this parameters manually. In the master's thesis the problem of automation of plant growing is considered. The list of changing parameters which the system should automate is determined. An idea of the interaction of the elements of the system with the possible elements determined. The diagram of precedents is also designed. Identified the main elements of the system. The interaction of each element for each unit of the system, their purpose, methods of interaction are described. An algorithm has been created according to which the system must change the parameters of the mixture. Based on the structural, functional scheme, algorithm and technical task, the software for the microcontroller is designed. A mechanism for storing scripts has been developed. A "captive portal" has been created for the initial connection of the device to the Internet. Got working system able to be tested. The results of the system operation that meet the needs are obtained. The system maintains the acidity parameters within the limits: “set – 0.5 units" < set < "set + 0.5 units", which is acceptable for the growth of the plant, provides the required amount of fertilizers and the amount of clean water. The market analysis and development of the strategy of launching a startup project are carried out. All risks, marketing strategies and key advantages of the potential product concept are taken into account, a business plan for further development of the system is built.

1. Reference manual, STM32F101xx, STM32F102xx, STM32F103xx, STM32F105xx and STM32F107xx advanced ARM® -based 32-bit MCUs, RM0008, 2015. 2. Martin T., The Designer’s Guide to the Cortex – M: The Boulevard, Langford Lane, Kidlington, Oxford, OX5 1GB 225 Wyman Street, Waltham, MA 02451, USA, 2013. 3. Noviello C., Mastering STM32, a step-by-step guide to the most complete ARM Cortex – M platform, using a free and powerful development environment based on Eclipse and GCC, 2015 – 2016. 4. Yiu J., The Definitive Guide to ARM Cortex – M0 and Cortex – M0+ Processors: The Boulevard, Langford Lane, Kidlington, Oxford, OX5 1GB 225 Wyman Street, Waltham, MA 02451, USA, 2015.
The usage of teaching equipment in the learning process gives the opportunity to consolidate the knowledge gained in theoretical lessons. Laboratory stands allow carrying out works, which are close to real production activities. It gives the learning process a special style and arouses greater interest among students. In the modern world, electric drive control systems are built mainly on microcontrollers. The microcontroller is a system "on the one chip". At the lowest price, it has a lot of peripheral devices. Microcontroller programming means writing an algorithm using a special programming language and writing it to the controller memory.
Використання навчального обладнання в процесі навчання дає можливість закріпити знання, отримані на теоретичних уроках. Лабораторія стенди дозволяють проводити роботи, близькі до реальної виробничої діяльності. Це дає процес навчання особливого стилю і викликає більший інтерес у студентів. У сучасному світі побудовані системи управління електроприводом переважно на мікроконтролерах. Мікроконтролер - це система "на одному чіпі". Біля найнижча ціна, у неї багато периферійних пристроїв. Засоби програмування мікроконтролера написання алгоритму за допомогою спеціальної мови програмування та запис його в пам'ять контролера.

Темою даної дипломної роботи є «Методи та засоби для функційного програмування мікроконтролерів». Мета роботи полягає у досліджені методів та засобів для функційного програмування мікроконтролерів. У дипломній роботі проаналізовано сучасні парадигми програмування, які використовуються при програмуванні мікроконтролерів, описано кожну з них та порівняно; обґрунтовано вибір оптимальної парадигми програмування для мікроконтролерів. На основі проведених досліджень було розроблено рекомендації що до вибору парадигми та мови для програмування мікроконтролерів.