1.2. Обзор микроконтроллеров семейства аrv.
ARV – это новое сеейство 8-разрядных RISC-микроконтроллеров фирмы Atmel .Эти микроконтроллеры позволяют решать множество задач встроенных систем .Они отличаются от других распространённых в настоящее время микроконтроллеров большей скоростью работы, большей универсальностью . Быстродействие данных микроконтроллеров позволяет в ряде случаев применять их в устройствах ,для реализации которых ранее можно было применять только 16-разрядные микроконтроллеры, что позволяет ощутимо удешевить готовую систему. Очень быстрая гарвардская RISC – архитектура загрузки и выполнения большинства инструкций в течение одного цикла тактового генератора. При этом достигается скорость работы примерно 1 MIPS на МГц. Частота тактового генератора многих типов микроконтроллеров ARV может достигать 10…16 МГц (10…16 MIPS – миллионов операций в секунду).Отсутствует внутреннее деление частоты, как, например, в микроконтроллерах PIC.Таким образом, если использован кварцевый резонатор с частотой 16 МГц, микроконтроллер будет работать с быстродействием почти 16 MIPS. Кроме того, микроконтроллеры ARV очень легко программируются - простейший программатор можно изготовить самостоятельно.
По заявлению фирмы-производителя микроконтроллеров (www.atmel.com) микроконтроллеры семейства ARV можно перепрограммировать до 1000 раз, причём непосредственно в собственной схеме.
Всё это делает эти микроконтроллеры очень привлекательными для создания новых разработок.
Исходя из поставленных технических условий разработаем структурную схему устройства, на основании которой можно будет вести дальнейшее проектирование системы. Исходя из вышеизложенного, устройство формирования импульсов типа «меандр» должно содержать следующие функциональные узлы: генератор тактового сигнала, микроконтроллер, аппаратно-наборное поле (клавиатура),динамик, источник питания. Структурная схема генератора представлена на рис.2.
МК
AT90S2313
ЖКИ
клавиатура
динамик
ГТИ
Источник питания
Рис 2.
С тактового
генератора поступает тактовая импульсная
последовательность с периодом Т. Для
входных сигналов постоянной частоты
его источником может служить отдельный
кварцевый генератор, но как правило,
современные микроконтроллеры содержат
в своем составе встроенные тактовые
генераторы
.
На выходе двоичного счетчика формируется
N
разрядный двоичный код адресной шины
для выборки значений отсчетов формируемого
сигнала из ПЗУ микроконтроллера. Выходной
двоичный сигнал счетчика периодически
пробегает адреса ПЗУ, значения отсчетов
формируемого сигнала поступают на ЦАП
микроконтроллера, на выходе которого
формируются аналоговые значения
формируемого сигнала. Формирование
различных периодов с дискретом между
ними может быть получена программными
методами в микроконтроллере.
Установка количества импульсов в серии также производится программным методом в микроконтроллере. При нажатии на клавишу происходит формирование серии импульсов по заверению которой происходит автоматический сброс (обнуление). Для генерации меандра может быть использована функция сравнения, реализованная в микроконтроллере аппаратно на таймере 1.
Достаточно загрузить регистр сравнения нужным значением длительности импульса, настроить выход на изменение состояния по совпадению и разрешить обнуление таймера при совпадении.
Генерация будет происходить полностью аппаратно, никаких действий со стороны программы не требуется. Однако при этом максимальная длительность импульса будет ограничена разрядностью таймера.
Программа лишь загружает нужные значения периодов, от нее просто требуется успеть это сделать вовремя. Значения различных периодов вводятся с клавиатуры, значения которых высвечиваются на жидко-кристалическом индикаторе.
Генератор питается от сети 220 В переменного тока, встроенный блок питания обеспечивает напряжение питания ±15В. Для питания цифровой части используется дополнительный стабилизатор, который обеспечивает +5В из входного напряжения +15В.