Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Микропроцессорная техника.doc
Скачиваний:
55
Добавлен:
01.04.2014
Размер:
592.38 Кб
Скачать

Контрольная работа.

Микропроцессорная техника.

Задание.

Микропроцессорное устройство содержит микроконтроллер семейства AVR, дисплей, внешнее ПЗУ, клавиатуру, вход либо выход аналогового сигнала, вход либо выход цифрового сигнала, интерфейс связи с ЭВМ.

  1. Составить принципиальную схему устройства, дав описание используемых микросхем и протоколов обмена.

  2. Составить программу на языке Ассемблер согласно варианта.

Микроконтроллер

Объём и протокол

обмена внешнего ПЗУ

Клавиатура

дисплей

Аналоговый вход

(выход)

Цифровой

Вход

(выход)

Интер-

фейс

с ЭВМ

Вариант программы

ATMega16

4Кбайт, парал-лельный

4 кнопки

7-ми

Сегмент-ный

4-х

разрядный

Выход

ЦАП 8

разрядов

Выход

протокол

I2C

RS-485

Принять от ЭВМ 4 числа и вывести их на индикатор.

Приведём описание принципиальной электрической схемы разрабатываемого микропроцессорного устройства согласно рис.1. Основу устройства составляет микроконтроллер фирмыATMEL–ATMega16 (обозначение на схеме – DD3).Генератор тактовой частоты выполнен с кварцевой стабилизацией. Кварцевый резонаторZQ1cчастотой 10 МГц. ЦепьR5C1 предназначена дляначального сбросамикроконтроллера при подаче на него питающего напряжения 5 вольт. РезисторR5ограничивает ток, поступающий на выводRESET.Связь с периферией осуществляется через 8-разрядныепорты PORTA,PORTB,PORTC,PORTD. К выводамPB0-PB2 иPD6,PD7 подключена клавиатураSA1=SA5.При таком варианте должны быть программно подключены внутренние подтягивающие резисторы.В устройстве применяется 4-разрядная динамическая индикация. Применён 4-разрядный 7-сегментный светодиодный индикатор (HG1). Управление разрядами индикатора выполняют выводы микроконтроллера. Каждый из семи сегментов подключён к отдельным линиям порта. Связь с ЭВМ осуществляется через интерфейс RS-485.Для обеспечения аппаратной совместимости DD3с последовательныминтерфейсом ПК предусмотрена микросхема-драйвер ST485EфирмыMAXIM(DD2).Роль ПЗУвыполняет микросхемаNM93C56 (DD1).Аналоговый выход реализован на микросхемеКР572ПА1 (DD4)и операционном усилителе TL084 (DA1).Микросхема КР572ПА1 представляет собой ЦАП. Каждый из 10 входов микросхемыDD4подлючён к выходам портовPORTCи PORTD.

Далее приведём описание используемых в устройстве микросхем и протоколов обмена.

Рис.1.Схема электрическая принципиальная.

AtMega16.

  • 8-разрядный высокопроизводительный AVR микроконтроллер с малым потреблением

  • Прогрессивная RISC архитектура   130 высокопроизводительных команд, большинство команд выполняется за один тактовый цикл   32 8-разрядных рабочих регистра общего назначения   Полностью статическая работа   Производительность приближается к 16 MIPS (при тактовой частоте 16 МГц)   Встроенный 2-цикловый перемножитель

  • Энергонезависимая память программ и данных   16 Кбайт внутрисистемно программируемой Flash памяти (In-System Self-Programmable Flash)   Обеспечивает 1000 циклов стирания/записи   Дополнительный сектор загрузочных кодов с независимыми битами блокировки Внутрисистемное программирование встроенной программой загрузки   Обеспечен режим одновременного чтения/записи (Read-While-Write)   512 байт EEPROM   Обеспечивает 100000 циклов стирания/записи   1 Кбайт встроенной SRAM   Программируемая блокировка, обеспечивающая защиту программных средств пользователя

  • Интерфейс JTAG (совместимый с IEEE 1149.1)   Возможность сканирования периферии, соответствующая стандарту JTAG   Расширенная поддержка встроенной отладки   Программирование через JTAG интерфейс: Flash, EEPROM памяти, перемычек и битов блокировки

  • Встроенная периферия   Два 8-разрядных таймера/счетчика с отдельным предварительным делителем, один с режимом сравнения   Один 16-разрядный таймер/счетчик с отдельным предварительным делителем и режимами захвата и сравнения   Счетчик реального времени с отдельным генератором   Четыре канала PWM   8-канальный 10-разрядный аналого-цифровой преобразователь   8 несимметричных каналов   7 дифференциальных каналов (только в корпусе TQFP)   2 дифференциальных канала с программируемым усилением в 1, 10 или 200 крат (только в корпусе TQFP)   Байт-ориентированный 2-проводный последовательный интерфейс   Программируемый последовательный USART   Последовательный интерфейс SPI (ведущий/ведомый)   Программируемый сторожевой таймер с отдельным встроенным генератором   Встроенный аналоговый компаратор

  • Специальные микроконтроллерные функции   Сброс по подаче питания и программируемый детектор кратковременного снижения напряжения питания   Встроенный калиброванный RC-генератор   Внутренние и внешние источники прерываний   Шесть режимов пониженного потребления: Idle, Power-save, Power-down, Standby, Extended Standby и снижения шумов ADC

  • Выводы I/O и корпуса   32 программируемые линии ввода/вывода   40-выводной корпус PDIP и 44-выводной корпус TQFP

  • Рабочие напряжения   2,7 - 5,5 В (ATmega16L)   4,5 - 5,5 В (ATmega16)

  • Рабочая частота   0 - 8 МГц (ATmega16L)   0 - 16 МГц (ATmega16)

Рис.2. Блок-схемаATMega16.

Nm93c56

 Cамосинхронизирующийся цикл записи/авто-стирания

 Автоматическое выполнение ERAL (очистить весь чип) перед WRAL (записать весь чип)

 Защита данных от вкл./выкл. питания

 Промышленный стандарт 3-х проводного последовательного ввода/вывода

 Сигнал состояния устройства во время циклов записи/чтения

 Последовательная функция считывания

 1 000 000 гарантированных циклов записи/стирания

 Хранение данных > 200 лет

 Корпуса: 8 PDIP/ SOIC, 8 TSSOP

Интерфейс MICROWIRE/PLUS позволяет устройству работать как периферии CPU или микроконтроллера через последовательный интерфейс. Этот режим выбирается установкой контакта MODE1 в высокое состояние, а MODE0 в низкое. Режим MICROWIRE/PLUS использует контаты выбор чипа (CS), последовательный генератор тактовых импульсов (SK), вход последовательных данных (SI) и выход последовательных данных (SO), как показано на рисунке 3.

Рис 3. Блок схема интерфейса MICROWIRЕ