3. Выбор микроконтроллера

В настоящее время крупными производителями микроконтроллеров являются фирмы: Cypress, Texas Instruments, Dallas Semiconductor, Philips, Infineon (Siemens), STMicroelectronics, Futjitsu, Mitsubishi Electronics, Temic, National Semoconductor, Oki Semiconductor и др. Отдельного упоминания заслуживают мощные контроллеры фирмы Toshiba. Хотя у них и отсутствует внутренняя память программ, нужен кристалл внешнего ПЗУ, но они имеют хорошо развитую периферию и способны поддерживать модули памяти типа SIMM, используемые в IBM. За рубежом эти контроллеры ставятся в те устройства, где надо работать с большими объемами памяти. Также следует сказать о самых маленьких в мире микроконтроллерах ACE. Это 8-разрядные чипы размерами около 3х4 мм, из 8 выводов 6 - это порты ввода/вывода. По возможностям они похожи на Microchip или AVR, но в очень маленьком корпусе.

 И, конечно же, нельзя пройти мимо широко развитой линии микроконтроллеров H8 фирмы Hitachi. Это большая семья микроконтроллеров, включающая H8/300, H8/300H, H8/500 и H8S серии. Основа архитектуры H8 базируется на решениях фирмы DEC и их легендарном компьютере PDP-11. Несколько компаний выпускают для этих микроконтроллеров компиляторы ассемблера и языков высокого уровня.

Для реализации данного устройства нам необходимо наличие в микроконтроллере встроенного десятиразрядного аналогово-цифрового преобразователя, портов, дополнительного порта для управления индикатором, а также немаловажным параметров является низкая стоимость устройства и его доступность при покупке.

На мой взгляд, этим параметрам соответствует микроконтроллер PIC16f84А. Именно его я использую в своей работе.

При выборе ЦАП я остановился на MAX505.

Общее описание

ИС MAX505 является четырехканальным, 8-ми разрядным, цифроаналоговым (ЦАП), CMOS преобразователям напряжения. Устройство питается от униполярного/биполярного источника напряжения +5 В/±5 В. Встроенные, выходные, прецизионные, буферные усилители имеют диапазон выходных сигналов от шины до шины питания. Диапазон входных, опорных сигналов, также включает обе шины питания.

Смещение, усиление и линейность, устанавливаются на стадии производства ИС, для обеспечения полной погрешности (TUE), составляющей единицу младшего разряда (1LSB), во всем диапазоне рабочих температур.

MAX505 имеет логические входы с двойной буферизацией, которые позволяют всем аналоговым выходам одновременно обновлять свое состояние, с использованием управляющего сигнала асинхронной загрузки ЦАП LDAC (активный низкий). MAX505 также имеет четыре независимых опорных входа, позволяя независимую установку полного диапазона для каждого ЦАП.

Все логические входы ИС являются TTL/CMOS- совместимыми.

4.Функциональная схема

Структурная схема устройства

Микропроцессор

ЦАП

Генератор

Характеристики микроконтроллера PIC16f84А:

устройство с расширенным диапазоном рабочих температур (PIC16LF84A)

Высокопроизводительный RISC-процессор:

Всего 35 простых для изучения инструкции

Все инструкции исполняются за один такт (200 нс), кроме инструкций перехода, выполняемых за два такта

Скорость работы: тактовая частота до 20 МГц

минимальная длительность такта 200 нс Устройство Память программ (слов) Память данных ОЗУ (байт) Память данных ЭСППЗУ (байт)

PIC16F84A 1024 FLASH 68 64

14 битовые команды

8 - битовые данные

15 аппаратных регистров специального назначения

8-уровневый аппаратный стек

Прямой, косвенный и относительный режимы адресации для данных и инструкций

четыре источника прерывания:

- внешний вход RB0/INT

- переполнение таймера TMR0

- прерывание при изменении сигналов на линии порта B (PORTB<7:4>)

- по завершению записи данных в ЭСППЗУ (EEPROM)

1000 циклов записи/стирания FLASH памяти программы

1 000 000 циклов записи/стирания памяти данных ЭСППЗУ

Период хранения данных ЭСППЗУ > 40 лет

Периферия:

13 линий ввода/вывода с индивидуальным контролем направления

Сильноточные схемы для непосредственного управления светодиодными индикаторами:

- 25 мА макс. вытек. ток

- 25 мА макс. втек. ток Timer0: 8-разрядный таймер/счетчик с 8-разрядным программируемым предварительным делителем

Особенности микроконтроллера:

Программирование на плате через последовательный порт (ICSPT) (с использованием двух выводов)

Сброс при включении питания (POR)

Таймер включения питания (PWRT) и таймер запуска генератора (OST)

Сброс по падению напряжения питания

Сторожевой таймер (WDT) с собственным встроенным RC-генератором для повышения надежности работы

Программируемая защита кода

Режим экономии энергии (SLEEP)

Выбираемые режимы тактового генератора

Цоколевка:

Технология КМОП:

Экономичная, высокоскоростная технология КМОП ЭППЗУ/ЭСППЗУ

Полностью статическая архитектура

Широкий рабочий диапазон напряжений питания - от 2,0В до 5,5В

Коммерческий, промышленный и расширенный температурный диапазоны

Низкое потребление энергии:

- < 2 мА при 5,0 В, 4,0 МГц

- 15 мкА (типичное значение) при 2 В, 32 кГц

- < 0,5 мкА (типичное значение) в режиме STANDBY при 2В

Электрическая схема:

Для решения поставленной передо мной задачи я использую следующие технические средства:

-микроконтроллер PIC16f84а;

-резисторы;

-источник питания +/-5В(обеспечивает питание схемы);

-конденсаторы;

-кварцевый резонатор(от него получаем измеряемое напряжение);