Министерство образования и науки РФ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный технологический институт
(Технический университет)
Кафедра автоматизации процессов химической промышленности
Л.А. Русинов, Н.А. Сягаев
ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ НА БАЗЕ
СТЕНДОВ SDK1.1s
Методические указания
Санкт-Петербург
2011
УДК.681. 2
Русинов Л.А., Сягаев Н.А Изучение работы микроконтроллеров на базе стендов SDK1.1s.: метод. указания.- СПб.: СПбГТИ(ТУ).- 2011.- 40с.
В методических указаниях представлены лабораторные работы по изучению структуры и работы однокристальной микро-ЭВМ, смонтированной в виде лабораторного стенда SDK-1.1s на базе однокристального микроконтроллера ADuC842. Лабораторные работы позволяют изучить архитектуру стенда, работу дискретных портов ввода-вывода, жидкокристаллического дисплея и клавиатуры.
Методические указания предназначены для студентов 3 курса дневной формы обучения и соответствуют рабочей программе дисциплины «Вычислительные машины, системы и сети» для студентов факультета информатики и управления, а также компетенциям ОК-12, ПК-3, ПК-41 по направлению подготовки бакалавров 220400 «Управление в технических системах» (профиль- системы и средства автоматизации технологических процессов) и 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств» (профиль- автоматизация технологических процессов и производств).
Ил.10, таб., библ.3.
Рецензент: Р.И.Белова, канд. техн. наук, доцент кафедры
системы автоматизированного проектирования и
управления СПбГТИ (ТУ).
Утверждены на заседании учебно-методической комиссии факультета информатики и управления 1.06.2011 г.
Р
екомендовано
к изданию РИСо СПбГТИ (ТУ).
Введение
Целью лабораторных работ является ознакомление с архитектурой и работой микропроцессорного стенда, построенного на базе однокристального микроконтроллера, а также с особенностью выполнения операций и программ.
Микропроцессор – функционально законченное цифровое устройство, выполненное на одной или нескольких больших интегральных схемах (БИС) и предназначенное для работы в качестве процессора, непосредственно осуществляющего обработку данных и программное управление ею. Однокристальные микроконтроллеры представляют собой микро-ЭВМ на одном кристалле.
В процессе выполнения лабораторных работ изучаются организация и работа однокристального микроконтроллера ADuC842.
1 Архитектура стенда sdk1.1s
Микропроцессорный стенд SDK-1.1s построен на базе однокристальной микро-ЭВМ ADuC842 (вычислительное ядро MCS-51) и имеет в своем составе разнообразные устройства, предназначенные для ввода, обработки и вывода информации в цифровом и аналоговом виде:
8-ми канальный аналого-цифровой преобразователь (АЦП);
2-х канальный цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП);
устройства ввода и отображения информации (матричная клавиатура 4x4 клавиши, текстовый жидкокристаллический дисплей, пьезокерамический акустический излучатель, набор сигнальных светодиодов и переключателей);
параллельный 16..20-ти разрядный порт;
часы/календарь реального времени;
электрически стираемое программируемое ПЗУ (EEPROM) на кристалле ОКЭВМ ADuC842 (640 байт).
На рисунке 1 представлен внешний вид и схематическое изображение лицевой панели стенда SDK-1.1s.
Вверху в центре находится жидкокристаллический дисплей (LCD), работающий в текстовом режиме (2 строки по 16 символов). Дисплей имеет подсветку (цвет желто-зеленый) и встроенный набор из 256 символов (ASCII + кириллица).
Ниже расположена клавиатура (Keyboard), организованная в виде матрицы 4x4. Доступ к колонкам и рядам организован как чтение/запись определенного байта внешней памяти (4 бита соответствуют 4 колонкам, другие 4 бита - строкам).
Перемычка JP1 (под LCD слева – рисунок 1) предназначена для замыкания вывода PSEN микроконтроллера ADuC842 через резистор 1 кОм на корпус. По сигналу RESET (сброс – кнопка SW2) или при включении питания микроконтроллер ADuC842 анализирует состояние этого вывода и если он находится в логическом «0» (перемычка замкнута), то запускается встроенная в микроконтроллер процедура перезаписи внутренней Flash-памяти.
Рисунок 1 – Схематическое изображение стенда
Разъем JDP1 предназначен для подключения кабеля асинхронного последовательного интерфейса, связывающего стенд с COM-портом ПК.
На панели стенда смонтирован переключатель SW1, замыкающий соответственно канал 0 ЦАП на вход канала 0 АЦП (перемычка «1» в положении ON) и канал 1 ЦАП на вход канала 1 АЦП (перемычка «2» в положении ON).
Внимание! Замыкание каналов ЦАП на корпус при ненулевом напряжении на них может привести к выходу микроконтроллера ADuC842 из строя.
Разъем J1 представляет собой набор входов восьмиканального АЦП и выводов двухканального ЦАП микроконтроллера ADuC842.
Разъем J2 предназначен для программирования ПЛИС (программируемой логической интегральной схемы), которая в стенде используется как расширитель портов процессора.
Для принудительного «обнуления» линий INT0/1, T0/1, а также линий 0-7 параллельного порта ПЛИС в схему введен набор переключателей SW3 (справа от дисплея на рисунке 1), замыкающих соответствующие линии через резисторы 100 Ом на корпус. Для того чтобы принудительно «обнулить» соответствующую линию, необходимо установить соответствующий переключатель в положение «ON».
Разъем J3 представляет собой выводы параллельного порта ПЛИС и 4 линии порта P3 микроконтроллера ADuC842. Поскольку напряжение питания ПЛИС составляет 3.3 В, уровнем логической «1» на линиях параллельного порта ПЛИС считается напряжение около 3 В. Уровнем логической «1» на линиях INT0/1, T0/1 микроконтроллера ADuC842 (выводы 1, 3, 5, 7) считается напряжение около 5 В.
Внимание! Прямое замыкание линий параллельного порта ПЛИС или порта P3 ADuC842 на корпус при ненулевом напряжении на них может привести к выходу соответствующих микросхем из строя.
Разъем JP3 предназначен для подключения внешней батареи питания + 5В для часов реального времени.