Entwurf und Realisierung der Hard- und Software von speziellen Anwendungen im Laborbereich mit PIC-Controllern

Die vorliegende Bachelorarbeit umfasst 137 Seiten. Zur Veranschaulichung wurden 53 Abbildungen und 14 Tabellen verwendet. Ziel dieser Arbeit war es, die bisher noch nicht an der Berufsakademie Eisenach genutzten Hardwarekomponenten einer Echtzeituhr sowie eines Kompass- und GPS-Moduls in Verbindung mit den PIC-Mikrocontrollern 18F2320 und 18LF6627 über die Programmiersprache PIC BASIC anzusprechen. Für die sinnvolle Anwendung der Echtzeituhr sind weiterhin ein externer EEPROM sowie ein entsprechender Temperatursensor verwendet worden. Die Ausgabe von relevanten Daten sollte über das HyperTerminal und über ein vorliegendes LCD-Modul erfolgen.

Zur Erfüllung dieser Ziele wurde folgende Vorgehensweise angewandt:

1. Allgemeine Funktionsweise und technische Merkmale der Mikrocontrollersysteme mit vorhandenen
Baugruppen
2. Erarbeitung der Funktionsprinzipien der Echtzeituhr, des EEPROMs, des Temperatursensors,
des Kompassmoduls und der GPS-Baugruppe
3. Ausarbeitung der technischen Datenblätter der genutzten Schaltkreise in Bezug auf die
Kommunikation mit Mikrocontrollern
4. Umsetzung der erlangten Informationen in der Programmiersprache PIC BASIC zur erfolgreichen
Nutzung der Hardwarekomponenten
5. Anfertigung eines Grobentwurfes für einen Praktikumsversuch

Das Ergebnis der Arbeit ist die Einsatzfähigkeit sämtlicher Schaltkreise mit Ausnahme des GPS-Moduls. Die erstellten Programme ermöglichen den Betrieb einer Echtzeituhr mit Ausgabe der Uhrzeit und des Datums auf dem vorhandenen LCD-Modul. Weiterhin können über einen Temperatursensor Messwerte aufgenommen und auf einem EEPROM gespeichert werden. Darüber hinaus ist die serielle Ausgabe der Messwerte mit einem entsprechenden Zeitstempel möglich. Des Weiteren kann mit einem elektronischen Kompassmodul die aktuelle Gradzahl sowie die dazugehörige Himmelsrichtung ermittelt und über ein LC-Display ausgegeben werden. Ferner ist ein Grobentwurf für die Einführung eines Praktikumsversuches erstellt worden. Jedoch existieren Einschränkungen in der Nutzbarkeit der erstellten Applikationen, welche aus zeitlichen Gründen in Kauf zu nehmen waren. Für den Betrieb der Echtzeituhr steht kein Einstellungsmodus zur Verfügung. Weiterhin werden bei der Messwerterfassung keine negativen Temperaturen berücksichtigt. Darüber hinaus beziehen sich alle Berechnungen für die A/D-Wandlung auf 5,00 V. Für das zu behandelnde GPS-Modul konnte nur eine theoretische Betrachtung durchgeführt werden. Zur Beseitigung der genannten Einschränkungen wird weiterer zeitlicher Aufwand benötigt, was Stoff für weitere Studien- oder Bachelorarbeiten bietet.