41314

Вывод управляющих сигналов

Практическая работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Соответствующий фрагмент программы написанной на Pscl’е будет выглядеть следующим образом: Создание проекта см. Если уже есть файл с текстом программы на Ассемблере и просто необходимо создать проект а затем подключить туда готовый программный файл снимите соответствующую галочку. Оно должно содержать имя файла куда будет записываться текст программы. При выборе этого элемента диалог создания проекта будет автоматически запускаться каждый раз при запуске программы...

Русский

2013-10-23

356.5 KB

2 чел.

                  Дисциплина: « Микропроцессоры и микропроцессорные системы»

Практическая работа № 13

   Тема:           «Вывод управляющих сигналов».

     Цель:       Практически исследовать вывод управляющих сигналов.

    Время:              2 часа

   Оборудование:    ПК, ПО.

   Методические материалы и литература:

  •  Методические указания по выполнению практических работ;
    •  Иллюстративный материал: «программирования МК серии  МС68 на языке ASM.

 Методические указания по выполнению практической работы:

  Последовательность выполнения работы:

  1.  Изучить  и законспектировать основные теоретические положения по теме, используя описание работы;
  2.  Выполнить практическую часть лабораторной работы. При этом  использовать описание рабо-ты, лабораторный блок ПК, иллюстративный материал; В практической части отработать следующие подразделы:
  •  Рассмотреть вывод управляющих сигналов.приводимые примеры;.
  •  Выполнить: законспектировать в тетради порядок и особенности вывода управляющих сигналов. и отразить в отчёте
  •  Проанализировать: порядок и осо-бенности вывода управляющих сигналов. в приведённых примерах; сделать выводы.

  1.  Ответить на контрольные вопросы.
  2.  Сделать выводы.
  3.  Подготовить отчёт по установленной форме.
  4.  Представить отчёт для защиты преподавателю.

1. Основные теоретические положения

     Аппаратное обеспечение вывода логических сигналов

 При выводе логических сигналов из МПУ решают три основные

         задачи:  

  1.  обеспечивают требуемый ток в нагрузке при выдаче логического

 сигнала (усиления по току);

  1.  преобразование  логических  сигналов  из  ТТЛ-уровней

 напряжения в иные логические уровни;  

  1.  осуществляют оптоэлектронную гальваническую развязку;

1. Для обеспечения требуемого тока в нагрузке могут использоваться

   следующие устройства:

 –  интегральные буферные схемы (типа шинных формирователей

      К580ВА86/87;  К589  АП16/24  либо  интегральные  буферные

      элементы  К555  АП1/АП2)  при  этом  ток  в  нагрузке

      обеспечивается от 20 до 100мА;

 –  с использованием транзисторных эмиттерных повторителей;

 –  с использованием повторителей на ОУ.

2.    Преобразование  ТТЛ-уровней  в  иные  логические  уровни напряжения  может осуществляться с использованием: 

  •  интегральных преобразователей уровней;
  •   интегральных  схем  с  открытым  коллектором  и  повышенной

 нагрузочной способностью;

  •  схем на дискретных элементах (транзистор).

Существуют  следующие  типы  интегральных  преобразователей

уровней:

 

При выборе функциональных интегральных схем (АЦП, ЦАП,  аналог.  ком-мутаторов  и  др.)  необходимо  обращать  внимание – какими логическими уровнями управляется данная схема и нужно или нет использовать преобра-зователи уровней.

Интегральные  схемы  с  открытым  коллектором  и  повышенной нагру-зочной способностью удобно использовать для увеличения уровня напря-жения логической единицы:

 

Некоторые интегральные схемы с  ОК  поддерживают напряжение EП

вплоть  до 30В  и  током  нагрузки  до 50мА.

Такие  ИС  удобно  использовать  для  управления  индикаторами, требу-ющими  повышенное  напряжение (газоразрядные  и  некоторые светодиод-ные индикаторы). Кроме того ИС с ОК часто используют для управления миниатюрными герконовыми реле:

         

    

Если  требуется  обеспечить нестандартные логические уровни на выходе, то используют схемы на дискретных элементах

Основным  элементом  преобразования  является  транзистор, включён-ный по схеме с общей базой. Вместо транзисторов для преобразования уров-ней часто используют ОУ.

 Организация подсистем ввода/вывода аналоговых сигналов МПУ

   Вывод аналоговых сигналов

Основным элементом подсистем вывода аналоговых сигналов является

устройство преобразования двоичных кодов К в аналоговые величины (U, I).

В МПУ в качестве таких устройств используются:  

  •  ЦАП;
  •  ШИМ с НЧ фильтром на выходе;

Общая структура ЦАП имеет вид:

 

     

Для  устранения   второго  недостатка, (требуется  большое количество

Резисторов с номиналами отличающимися на 2.)  используют лестничные делители на резисторах типа “R-2R”.

  

Современные  ЦАП  строятся  как  правило  на  основе  схем “R-2R” c внутренним или внешним суммированием токов на ОУ.

 В  зависимости  от  включения  данного  ОУ  и  источника  опорного

напряжения ЦАПы могут работать в режимах:

  

  

        2  Практическая часть

 НАСТРОЙКА ПОРТОВ ВВОДА/ВЫВОДА

  Для работы МК с внешними устройствами (клавиатура, светодиод, ЖК

дисплей,  термодатчик  и  др.)  необходимо   задать  направление  обмена

данными через соответствующие выводы, т.е. настроить их в качестве входов или выходов (рис.1).

 

 Рис. 1. Схема подключения периферийных устройств

 При  подаче  напряжения  на  МК  или  по  сигналу #RESET  все  порты

автоматически настраиваются на ввод (в регистры направления портов DDRx записаны  нули),

Для организации вывода  направление  сигналов  через  некоторые  линии портов необходимо переопределить. Для этого в соответствующие портам регистры направления DDRx нужно записать единицы. Из схемы на рис. 1 видно, что порт PTC служит для управления ЖК дисплеем, поэтому в регистр направления DDRC (Data Direction Register C) необходимо записать код 7F.

Два  бита 4  и 5  порта PTD  служат  для  вывода  сигналов  на  светодиод  и динамик, поэтому соотв. биты регистра направления  DDRD также равны единице.

Управление  линиями  порта PTD3..1  в  альтернативном  режиме (интер-фейс SPI)  производится автоматически. Поэтому явно записывать в

регистр DDRD направление нужно только для вывода #SS.  

  ПРОГРАММИРОВАНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПОРТОВ ВВОДА/ВЫВОДА

 

Соответствующий фрагмент программы написанной на Pascal’е будет выглядеть следующим образом:  

    Создание проекта (см.лаб раб 9)

  •  Запустить программу  AVR Studio .
  •  в исходном состоянии (все вкладки окон 1 и 2 пусты, окно 3 не содержит открытых файлов). Приступим к созданию нового проекта.

Для этого выберем в меню «Project»  пункт «New Project». На экране появится окно построителя. В поле «Project Туре:» выбираем тип будущего проекта.

 Программа предлагает два варианта:

  1.  проект на Ассемблере  - Аtmel AVR Assembler;
  2.  проект на языке СИ+ + (AVR  GCC).

Выбираем Ассемблер. Затем в поле «Project name:» выбираем имя проекта. Например, Prog 1..

Сразу под полем с именем проекта расположены два элемента выбора режи-мов. Так называемые «Чек-боксы» (Check box).

 По умолчанию оба чек-бокса выбраны (то есть, в соответствующих квадра-тиках проставлены «галочки»).

 

 Первый чек-бокс (Create initialize file) определяет, нужно ли автоматически создавать главный программный файл.

Если уже есть файл с текстом программы на Ассемблере и  просто необхо-димо создать проект, а затем подключить туда готовый программный файл, сни-мите соответствующую «галочку».

 Если  проект создается «с нуля», оставьте «галочку» нетронутой.

 Второй чек-бокс (Create  folder) определяет, нужно ли автоматически создавать отдельный каталог для данного проекта. Если  заранее уже создан нужный каталог средствами Windows - снимите пометку. Если нет, оставьте.

Следующее поле называется «Initial file». Оно должно содержать имя файла, куда будет записываться текст программы. По умолчанию имя файла уже вписано в это поле. Оно соответствует имени проекта. Лучше оставить его без изменений.

Еще одно поле, требующее нашего вмешательства, — это поле «Location». Здесь  необходимо указать путь к тому месту на  жестком диске, где будет храниться проект. Путь нельзя ввести непосредственно с клавиатуры. Для изменения пути нужно нажать кнопку справа, на которой в качестве названия поставлено многоточие («...»).

Откроется диалог «Select  folder», при помощи которого нужно выбрать директорию  Просто войдите в нужную директорию и нажмите кнопку «Select»  При выборе директории нужно учитывать значение чек-бокса «Create  folder ». Если там стоит «галочка», то при выборе в качестве Location  каталога             «с:\AVR\myprog»,

программа поместит ваш проект в каталог

  

  «с:\AVR\myprog\Prog1», .

Но прежде, чем нажимать кнопку «Next», обратите внимание, что в нижней части окна имеется еще один чек-бокс. Он называется «Show dialog at startup». При выборе этого элемента, диалог создания проекта будет автоматически запускаться каждый раз при запуске программы AVR Studio.

Для перехода к следующему этапу, построения проекта нажмите кнопку «Next ». Содержимое окна построителя изменится. Появятся два больших поля под общим названием «Select debug platform and device» (Выбор отладочной платформы и микроконтроллера). В списке Отладочных платформ («Debug platform») перечислены все отладочные платы, которые поддерживает данная программа.

Мы не будем использовать внешних плат, поэтому выберем пункт «AVR Simulator» (Программный имитатор AVR ). В поле «Device » выбираем нужный тип микросхемы. В нашем случае это  ATtiny 2313. Теперь все настройки закончены. Для завершения процесса нажмите кнопку «Finish». После нажатия этой кнопки программа создает проект и записывает его в выбранную вами директорию.

Сразу после создания новый проект состоит всего из двух файлов:

  1.  собственно файл проекта Prog1.aps;
  2.  файл, куда будет помещен текст программы на Ассемблере Prog1.asm

Файл текста программы автоматически открывается в окне 3. Причем он пока абсолютно пустой.

 Теперь можно приступать к набору этого текста.

Если речь идет о программе Prog1, то просто наберите текст, приведенный в листинге 4.1. При наборе текста вы можете пользоваться всеми возможностями, какие обычно предоставляет любой современный текстовый редактор.

Встроенный текстовый редактор программы AVR Studio  поддерживает все необходимые сервисные функции:

  •  выделение текстовых фрагментов;
  •  вырезание;
  •  копирование;
  •  вставку;
  •  перетаскивание мышью;
  •  поиск и замену.

Для управления всеми этими возможностями используется стандартный интерфейс, знакомый  по многим текстовым редакторам, в частности, по  редакто-ру MS Word 

 Набранный текст программы необходимо записать на диск при помощи команды «Save» меню «File» или при помощи  кнопки     на панели инструментов.

Кнопка         позволяет записать сразу все открытые текстовые файлы.и

поместить их содержимое в любую подходящую директорию, например, в директорию с:\AVR\myprog\. 

Таким образом появится целый набор директорий, в каждой из которых помещен свой проект. Причем он содержит не только проекты на Ассемблере, но может содержать и на языке СИ. Любой проект на Ассемблере можно открыть при помощи пункта «Open Project» меню «Project».

  Подготовка и отладка программы

Процесс подготовки и отладки программы на языке ассемблера включает этапы:

  •  подготовки исходного текста,
  •  трансляции,
  •  компоновки
  •  отладки.

 

  1.  Подготовка исходного текста,

Подготовка исходного текста программы выполняется с помощью любого текстового редактора, хотя бы редактора, встроенного в программу Norton Commander, или еще более удобного редактора Norton Editor.

 При использовании одного из более совершенных текстовых процессоров, вроде Microsoft Word, следует иметь в виду, что эти программы добавляют в выходной файл служебную информацию о формате (размер страниц, тип шрифта и др.), которая будет непонятна транслятору. Однако практически все текстовые редакторы и процессоры позволяют вывести в выходной файл "чистый текст", без каких-либо служебных символов.

 Именно таким режимом и надлежит воспользоваться в нашем случае.

В принципе для подготовки исходного текста можно воспользоваться любым редактором системы Windows, например, программой WordPad или Блокнотом. 

 

Однако в этом случае возникнут неприятности с русским шрифтом. Как известно, корпорация Microsoft приняла для своих русифицированных продуктов собственную кодировку русских символов, расходящуюся со стандартной, используемой в приложениях DOS.

 Если программу, использующую русский текст в качестве коммента-риев, или выводящую его на экран, подготовить в одном из редакторов Windows, то при ее просмотре и запуске в среде DOS вместо русского текста вы увидите бессмысленный набор символов. Поэтому программы, предназна-ченные для выполнения под управлением MS-DOS, лучше и подготавливать в среде DOS. Файл с исходным текстом должен иметь расширение .ASM.

 

  1.  Трансляция,

 Следующая операция состоит в трансляции исходного текста про-граммы, т.е. в преобразовании строк исходного языка в коды машинных команд.

Эта операция выполняется с помощью транслятора с языка ассемблера (т.е. с помощью программы ассемблера)

. Известные разработчики программного обеспечения - корпорации IBM, Borland, Microsoft и др. предлагают свои варианты трансляторов, несколько различающиеся своими возможностями и системой обозначений.  Однако входной язык любого транслятора, включающий в себя мнемонику машинных команд и других операторов и правила написания предложений ассемблера, для всех ассемблеров одинаков, поэтому при подготовке и отладке  можно с равным успехом воспользоваться любой из указанных программ.

 Можно использовать программы пакета TASM 5.0 (фирменные названия этих программ:

  •   Turbo Assembler
  •   Turbo Link и
  •   Turbo Debugger,

а имена соответствующих им файлов:

  •  TASM.EXE,
  •  TLINK.EXE и
  •  TD.EXE).

 После трансляции образуются два файла:

  1.  листинг трансляции и
  2.  объектный файл с расширением OBJ

Листинг представляет собой текстовый файл, предназначенный для чтения в каком-либо редакторе, и содержит исходный текст оттранслирован-ной программы вместе с машинными кодами команд.

 В случае обнаружения транслятором каких-либо ошибок, в листинг также включаются сообщения об этих ошибках.

  1.  Рассмотрите  элементы листинга трансляции примера Prog1 и Prog2 ( см папку «Приложение к лаб  8-9»), предварительно загрузив эти примеры в среде «AVR Studio4» и произведя трансляцию.
  2.  Проанализируйте их. Сделайте выводы.

3. Ответить на контрольные вопросы

  1.  Какие задачи  решаются при выводе логических сигналов из МПУ?   

  

  1.  Для чего используются повторители на ОУ ?

    

  1.  На какие параметры необходимо обратить внимание при выборе функциональных интегральных схем: АЦП, ЦАП, аналоговых коммутаторов и т.п.?

    

  1.  Какие элементы являются основными при организации систем вывода в МПУ?

      

  1.  Как схемотехнически  строятся современные ЦАП?

   

4. Сделать выводы.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

71677. ИНФОРМАТИКА: КОМПЬЮТЕРНЫЙ ПРАКТИКУМ: «WORD 2007, EXCEL 2007» 7.88 MB
  Цель данного пособия - объяснить студентам, а также всем интересующимся основы работы в текстовом и табличных процессорах Microsoft Word и Microsoft Excel 2007. Необходимость написания данной работы возникла в связи с появлением нового поколения программных продуктов корпорации Microsoft.
71678. Религиоведение: Учебное наглядное пособие 613 KB
  Цели задачи и практическое предназначение курса Основные понятия религиоведения Понятие бытия и человека в христианской религии Основные этапы становления религиоведения как науки Происхождение и ранние формы религии Предпосылки религиозности и формирования религиозных институтов.
71679. Заполнение таблиц MS EXEL данными и формулами 31.62 KB
  Выполнить задание 1 (Формирование структуры таблицы и заполните ее постоянными значениями), используя технологию выполнения операций в конце задания Выполнить задание 2 Технология работы с формулами на примере подсчета количества разных оценок в группе в экзаменационной...
71680. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ В МАШИНЕ АТВУДА 78.94 KB
  Цель работы: изучение вращательного и поступательного движений на машине Атвуда, определение момента инерции блока и момента сил трения в оси блока. Описание установки и её назначение. Машина Атвуда является настольным прибором, ее изображение приведено на рис. 3.1. На вертикальной стойке...
71682. Перевод чисел из одной позиционной системы счисления в другую 259 KB
  Цель работы. Изучение методов и отработка навыков перевода чисел из одной позиционной системы счисления в другую. Количество различных цифр используемых в позиционной системе определяет название системы счисления и называется основанием -ой системы счисления.
71683. Осциллограф, знакомство с прибором, приобретение практических навыков применения 202.46 KB
  Цель работы: изучить устройство осциллографа, научиться работать с ним. Приборы и инструменты: осциллограф, генератор электрических сигналов, полигон для сборки схем. Схема установки(передняя панель осциллографа): Результаты измерений: 1) Задание 6. Знакомство с режимом
71684. Определение иэффективности теплового насоса 25.5 KB
  Цель работы: определить эффективность работы теплового насоса в зависимости от температур двух резервуаров энергии: низкопотенциального и высокопотенциального. Изучить функцию и принцип работы расширительного клапана теплового насоса.
71685. Русскоязычные вербальные ИПС: сравнительный анализ 88 KB
  Перейти на сайт поисковой системы Google затем Яндекс и Рамблер. Найти в каждой системе ссылки на ее описание в целом на описание языка запросов интерфейсов Справка Помощь Расширенный поиск и т. Обратить внимание на то что возможности систем в простом и в расширенном поиске различаются.