44434

Проектирование микропроцессора (МП) управления внешним объектом на базе микропроцессора производства фирмы Atmel семейства AVR

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

В соответствии с заданием на наше устройство поступают как дискретные так и аналоговые сигналы. Дискретные сигналы не требуют обработки поэтому мы можем сразу подавать их на ЦПУ используя только схему которая будет защищать порты ввода вывода от больших токов. На порты микроконтроллера могут поступать токи до 20 mA

Русский

2013-11-12

862.5 KB

23 чел.

Министерство образования Украины

Одесский национальный политехнический университет

Кафедра автоматики и управления в технических системах

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине:

"Микропроцессорная техника"

Руководитель:      Выполнила: ст. гр. АТ-092

Блинов И.П..                    Задыр И.Г

Защищен с оценкой:     Вариант: №24

Подпись:______________                                     Подпись:______________

Одесса 2012

Содержание

1.Задание на выполнение курсовой работы

2.Разработка структурной схемы МК

3. Разработка функциональной схемы МК

4.Разработка принципиальной схемы МК

4.1. Выбор элементной базы

   4.1.1. Выбор МК

   4.1.2. Разработка блока памяти О.З.У и П.З.У.

   4.1.3. Выбор жидко-кристаллического индикатора.

    4.1.4. Расчет RC цепи интегратора

    4.1.5. Выбор устройства связи (UART и SPI).

    4.1.6. Выбор устройства согласования.

5. Разработка программного обеспечения.

     5.1 Алгоритм работы АЦП.

     5.2 Алгоритм работы UART и  SPI.

     5.3 Алгоритм работы с клавиатурой.

     5.4 Алгоритм работы с ЖКИ.

Заключение

Список литературы

Приложения

                                                  АННОТАЦИЯ

В данной курсовой работе выполнено проектирование микропроцессора П) управления внешним объектом на базе микропроцессора производства фирмы Atmel семейства AVR. МП должен содержать центральный процессор (ЦП), ПЗУ, схему согласования с внешними датчиками, клавиатуру ввода данных и устройство отображения данных на ЖК индикаторе.

                                        Введение

Микроконтроллеры семейства AVR фирмы «Atmel» являются 8-разрядными микроконтроллерами, предназначенными для встраиваемых приложений. Микроконтроллеры изготавливаются по малопотребляющей КМОП-технологии, которая в сочетании с усовершенствованной RISC-архитектурой позволяет достичь наилучшего соотношения показателей быстродействие/энергопотребление. Благодаря тому, что подавляющее большинство команд выполняется за один такт, быстродействие этих микроконтроллеров может достигать значения 1 MIPS (миллионов операций в секунду) на 1 МГц тактовой частоты. В семейство Classic входят микроконтроллеры с различным сочетанием периферийных устройств, различными объемами встроенной памяти и различным количеством выводов. Такое разнообразие дает разработчику возможность сделать оптимальный выбор и использовать именно тот микроконтроллер, который наилучшим образом подходит для его нужд.

МК должен принимать информацию от объекта управления через устройства ввода
информации, настроенные на ввод, обрабатывать соответственно по заданной
операции, после окончания которой, - вывести на внешний контроллер, согласно
номера варианта результат вычисления. Для настройки системы необходимо написать программу инициализации и расчета. Предусмотреть для выполнения микроконтроллером программы ввод заданий с клавиатуры. Для отображения вводимых данных и результатов использовать ЖК индикатор. Для ввода аналоговых сигналов, при использовании встроенного АЦП предусмотреть схемы защитных цепей, для предупреждения выхода из строя АЦП. Для вывода аналоговой информации использовать ШИМ выход микроконтроллера.

1.Задание на выполнение курсовой работы

Вариант№24

Наименование процессора ATmega8515-8JC

Обьем испльзуемого статического ОЗУ-2Kx8

Обьем внешнего ПЗУ-1Кх8

SPI

Напряжение питания схемы 24В(переменное)

Количество каналов АЦП-8

Динамический диапазон входного сигнала 4V

Максимальная частота измеряемого сигнала 500Гц

Разрядность выходного ШИМ -8

Количество дискретных выходов 8

Количество дискретных входов 1

Интерфейс связи с ПЭВМ- RS845

Тип индикатора  4строки  20 символов

Тактовая частота процессора 8МГц

2.Разработка структурной схемы

Структурная схема представлена  в приложении 1

По заданию на вход МК поступают как аналоговые, так и дискретные сигналы. Дискретные сигналы поступают в блок ввода дискретных данных которые сразу поступают на микроконтроллер . Блок ввода аналоговых величин требует предварительной обработки, поэтому мы подаем принятый сигнал на аналогово-цифровой преобразователь встроенный в МК. К. Для хранения данных используются внешняя память ПЗУ – постоянное запоминающее устройство(EEPROM). Для управлениями устройствами служит дешифратор адреса . Данные, прошедшие обработку, будут выводиться через блоки выводов и на ЖКИ. Для наглядного отображения информации служит блок ЖКИ, который использует данные шины данных и управляется дешифратором адреса.

Вход/выход устройства

В соответствии с заданием на наше устройство поступают как дискретные так и аналоговые сигналы. Дискретные сигналы не требуют обработки поэтому мы можем сразу подавать их на ЦПУ используя только схему которая будет защищать порты ввода вывода от больших токов. На порты микроконтроллера могут поступать токи до 20 mA. На вход контроллера поступают 9 дискретных сигналов, поэтому нам будет необходимо использовать 9 защитных схем  выходы которых будут поступать на входы порта С(С0..С7).

Выходы схемы есть также как и аналоговые так и дискретные. Дискретный выход подключен к порту D микроконтроллера. Аналоговый выход получается путем преобразования встроенного ЦАП.

МК

Описание:

  •  AVR RISC архитектура - архитектура высокой производительности и малого потребления
  •  118 команд, большинство которых выполняется за один машинный цикл
  •  8 Кбайт (ATMEGA8515) Flash ПЗУ программ, с возможностью внутрисистемного перепрограммирования и загрузки через SPI последовательный канал, 1000 циклов стирание/запись
  •  256 байтов (AT90S/LS4434) и 512 байтов (AT90S/LS8535) ЭСППЗУ данных, , с возможностью внутрисистемного перепрограммирования и загрузки через SPI последовательный канал, 100000 циклов стирание/запись
  •  32 программируемые линии ввода/вывода
  •  512 байтов (ATMEGA8515) встроенного СОЗУ

 

  •  16-разрядный и 32-разрядный формат команд
  •  Программируемый полный дуплексный UART 
  •  Диапазон напряжений питания от 2,7 В до 6,0 В  
  •  Полностью статический прибор - работает при тактовой частоте от 0 Гц до 8 МГц (
  •  Производительность до 8 MIPS при частоте 8 МГц
  •  Два 8-разрядных таймера/счетчика с отдельным прескалером и режимом сравнения
  •  16-разрядный (с режимами сравнения и захвата) таймер/счетчик с отдельным прескалером
  •  Три ШИМ канала
  •  Внешние и внутренние источники сигналов прерывания
  •  Программируемый сторожевой таймер с собственным встроенным генератором
  •  Встроенный аналоговый компаратор 
  •  Встроенные часы реального времени с собственным встроенным генератором и режимом счетчика
  •  Блокировка режима программирования
  •  Режимы энергосбережения: пассивный (idle), экономичный (power save) и стоповый (power down)
  •  Встроенная схема сброса по подаче питания
  •  Промышленный (-40°C...85°C) и коммерческий (0°C...70°C) диапазоны температур

40-выводной корпус PDIP и 44-выводные PLCC и TQFP.

СТРУКТУРНА СХЕМА

Структурна  схема мікропроцесорої системи обробки даних на базі

мікроконтроллеру ATMEGA8515 зображена  на  рисунку  2.1

Рисунок 2.1 - Структурная схема микропроцессорной системы обработки
данных на базе микроконтроллеру К1816ВЕ51

NS-нормирователь уровней;
Sensor-датчик
GI_in-гальваническая развязка входных цифровых сигналов;
GI_out-гальваническая развязка выходных цифровых сигналов;
CPU-центральный процессор;
RAM-Оперативное запоминающему устройство;
LCD-жидко кристаллический индикатор;
SD-системный дешифратор;
SPI - согласование между устройствами
KEY - Матричная клавиатура
Порты микроконтроллера используются для вывода адреса и данных в различных функциональных блоков. Взаимодействие микроконтроллера с внешней памятью и периферийными устройствами осуществляется по шине адреса. Данные передаются и принимаются микроконтроллером по шине данных. Управляющие сигналы передаются по шине управления.
 
Адрес формируется на контактах портов РА 0 - 7 младших разрядов. Обмен данными осуществляет микроконтроллер через порт РА. Поэтому младшие разряды адреса на время обмена хранятся в регистре-защелке.
Для взаимодействия микроконтролера с клавиатурой и индикацией существует отдельный контроллер клавиатуры и индикации.

4. Разработка принципиальной схемы МК

Данная схема представлена в приложении 3


4.1. Выбор элементной базы

4.1.1. Выбор МК

По заданому варианту микроконтроллер имеет серию 8515-8JC, последние буквы означают корпус PDIP.

Описание:


ATmega8515 - экономичные 8-разрядный микроконтроллер, основанный на усиленной AVR RISC архитектуре. ATmega8515 обеспечивает производительность 1 млн. оп. в сек на 1 МГц синхронизации за счет выполнения большинства инструкций за один машинный цикл и позволяет оптимизировать потребление энергии за счет изменения частоты синхронизации.
AVR ядро ​​объединяет богатый набор инструкций с 32 рабочими регистрами общего на-значения. Все 32 регистра непосредственно подключены к АЛУ (арифметико-логическое уст-ройство), что позволяет указывать два регистра в одной инструкции и выполнить ее за один цикл. Данная архитектура обладает большей эффективностью кода и в 10 раз большей произво-дительностью по сравнения с CISC микроконтроллерами.
ATmega8515 обладает следующими возможностями: 8 кбайт внутрисхемного программы-руемой флэш-памяти с возможностью чтения во время записи, 512 байт ЭППЗУ, 512 байт ста-тического ОЗУ, внешний интерфейс памяти, 35 линий ввода-вывода, 32 рабочих регистров об-щего назначения, два универсальных таймера-счетчика с режимами компаратора, внутренние и внешние запросы на прерывание, последовательный программируемые УСАПП, программы-руемый сторожевой таймер с внутренним генератором, последовательный порт SPI и три про-граммно настраиваемых режима управления энергопотребления. Режим холостого хода (Idle) останавливает ЦПУ, но оставляет в работе статическое ОЗУ, таймеры-счетчики, порт SPI и сис-тему прерываний. Режим пониженному потребления (Power-down) сохраняет содержимое реги-

стров, но останавливает генератор, выключает все Встроенные функции в появления следую-щего запроса на прерывание или аппаратного сброса. В дежурно режиме (Standby) генератор на кварцевом резонаторе запущен, а Остальная часть отключена. Данный режим позволяет реа-лизовать быстрый запуск в комбинации с малым потреблением.

  •  

Расположение выводов микроконтроллера ATmega851

1.4.2. РАЗРАБОТКА БЛОКА ПАМЯТИ (ОЗУ и ПЗУ)
Исходный данные:
Количество ячеек внешнего ОЗУ NОЗУ - 2К × 8
Входные токи:
при логическому 0, IIL - 1,6 мА
при логической 1, IIH - 0,1 мА
Входная емкость логических схем погрузки, СI - 5 пФ
Монтажные емкости всех цепей (См = 20 пФ).
Согласно задания количество ячеек ОЗУ составляет NОЗУ.
Разрядность ОЗУ nОЗУ должна соответствовать разрядности обработки данных ЦБ.
Информационная емкость СОЗУ определяется по формуле
Исходный данные:
Количество ячеек внешнего ОЗУ NОЗУ - 2К × 8
Входные токи:
при логическому 0, IIL - 1,6 мА
при логической 1, IIH - 0,1 мА
Входная емкость логических схем погрузки, СI - 5 пФ
Монтажные емкости всех цепей (См = 20 пФ).
Согласно задания количество ячеек ОЗУ составляет NОЗУ.
Разрядность ОЗУ nОЗУ должна соответствовать разрядности обработки данных ЦБ.
Информационная емкость СОЗУ определяется по формуле:

ВкачествемикросхемыОЗУвыберемК537РУ10.
Микросхему ОЗУ выберем К537РУ10, потому что она идеально подходит и не создает убыточности для данного случая. Для этой микросхемы памяти емкость2К,аразрядностьслова8бит:

 .


  
Рис.6 Условно графическое обозначение ОЗУ К537РУ10

Наименование выводов:
A0 ÷ A10 - адресные входы.
W / R - запись / считывание.
CS1 - chip select, чип выбора.
CEO - выход разрешения.
D0 ÷ D7 - шина данных ввода / вывода.

CS

OE

WR

A0. .10

D0. .7

Режим

M

X

X

Адрес

Дані

Зберігання

L

X

L

Запись

L

L

H

Зчитування

L

H

H

Заборона виходу


ОЗУ представляет собой статический асинхронный оперативно запом
инающее устройство.
Режимы работы ОЗУ:

CS OE WR A0. .10 D0. .7 Режим
M X X Адрес Данные Хранение
L X L Запись
L L H Считывание
L H H Запрет выхода

Технологические и электрические характеристики К537РУ10:

Технология – КМОП
Организация - 2К × 8
Время выборки, ns - не более 220
Напряжение питания, V - 5
Ток, мА
в режиме обращения - 30
в режиме хранения - 1-2
Входное напряжение, V
при логическом 0 - min 0 - max 0,4
при логической 1 - min 0,9 Ucc - max 0,5
Выходное напряжение, V
при логическом 0 - min 0 - max 0,4
при логической 1 - min 2,4 - max 0,4
Выход - 3 с.
Диапазон рабочих температур, º С - 10 - +70

Исходные данные для микросхемы КР556РТ20 1К 8:
Количество ячеек внешнего ПЗУ NОЗУ - 1К × 8
Входные токи:
при логическому 0, IIL - 0,25 мА
при логической 1, IIH - 0,04 мА
Входная емкость логических схем погрузки, СI - 5 пФ
Монтажные емкости всех цепная (См = 20 пФ).
Согласно задания количество ячеек ПЗУ составляет NОЗУ.
Разрядность ПЗУ nОЗУ должна соответствовать разрядности обработки данных ЦБ.
Информационная емкость СОЗУ определяется по формуле:

 В качестве микросхемы ПЗУ выберем КР556РТ20, потому что она идеально подходит и не создает убыточности для данного случая. Для данной микросхемы памяти емкость 1К, а разрядность слова 8 бит:

 где IIАL, IIAH - входные токи логического 0 и логической 1 по цепям адрес выбранной БИС ПЗУ. CIА - входная емкость по входу адрес БИС ПЗУ.
 
 

Рис.7 Условно графическое обозначение ПЗУ КР556РТ20

Наименование выводов:
A0 ÷ A9 - адресные входы.
D0 ÷ D7 - шина данных ввода / вывода.
CECS, CECS1 - выбор микросхемы
Технологические и электрические характеристики КР556РТ20:
Технология - ТТЛШ
Организация - 1К × 8
Время выборки, ns - не более 65
Напряжение питания, V - 5
Ток, мА - 180 мА
Входное напряжение, V
при логическом 0 - min 2,4 - max 0,5
при логической 1 - min 2,4 - max 0,5
Выходное напряжение, V
при логическом 0 - min 2,4 - max 0,5
при логической 1 - min 2,4 - max 0,5
Выход - 3 с.
Потребляемая мощность, mW - 875
Диапазон рабочих температур, º С - 10 - +70
Исходные данные для микросхемы КР556РТ18 2К 8:
Количество ячеек внешнего ПЗУ NОЗУ - 4К × 8
Входные токи:
при логическому 0, IIL - 0,25 мА
при логической 1, IIH - 0,04 мА
Входная емкость логических схем погрузки, СI - 5 пФ
Монтажные емкости всех цепей (См = 20 пФ).
 

                                        4.1.3. Выбор жидко-кристаллического индикатора.

Жидко-кристаллические (ЖК)-модули являются одними из основных средств вывода информации для современных цифровых систем. Представляют собой недорогое и удобное решение, позволяющее сэкономить время и ресурсы при разработке новых изделий. Обеспечивают отображение большого объема информации при хорошей различимости и низком энергопотреблении, благодаря чему широко используются в измерительных приборах, медицинском оборудовании, промышленном оборудовании, информационных системах, аппаратуре с автономным питанием.

Алфавитно-цифровой ЖК-модуль BC2004A фирмы Bolymin

20 символов, 4 строки



Назначение выводов

№ вывода

Название

Функция

1

Vss

Общий (GND)

2

Vdd

Напряжение питания

3

Vo

Контрастность

4

RS

Команды/Данные

5

R/W

Чтение/запись

6

E

Выбор модуля

7

DB0

Линия данных 0

8

DB1

Линия данных 1<>

9

DB2

Линия данных 2<>

10

DB3

Линия данных 3<>

11

DB4

Линия данных 4<>

12

DB5

Линия данных 5<>

13

DB6

Линия данных 6<>

14

DB7

Линия данных 7<>

15

A

Напряжение питания
подсветки (+)<>

16

K

Напряжение питания
подсветки (-)<>


Механические характеристики

Размер модуля

98.0 x 60.0

мм

Размер экрана

77.0 x 25.2

мм

Размер символа

2.95 x 4.75

Мм

Размер точки

0.55 x 0.55

мм

Шаг точек

0.6 x 0.6

мм

Электрические параметры (Vdd=+5V, Ta=25C)

Параметр

Обозначения

Условие теста

Значение

Единицы
измерения

Параметр

Обозначения

Напряжение питания

Vdd

-

5

V

Напряжение питания

Vdd

Ток потребления

Idd

Vdd=5V

1,6

mA

Ток потребления

Idd

Напряжение питания стекла

Vdd-Vo

25oC

4,5

V

Напряжение питания стекла

Vdd-Vo

Напряжение питания подсветки

Vf

25oC

4,2

V

Напряжение питания подсветки

Vf

Ток потребления подсветки
(светодиодная)

If

25oC

280

mA

Ток потребления подсветки
(светодиодная)

If

Ток потребления подсветки
(электролюминисцентная)

If

Vf=110Vac/400Hz

5.0

mA

Ток потребления подсветки
(электролюминисцентная)

If

4.1.5. Выбор устройства связи (RS-485).

Интерфейс RS-485 (другое название - EIA/TIA-485) - один из наиболее распространенных стандартов физического уровня связи. Физический уровень - это канал связи и способ передачи сигнала (1 уровень модели взаимосвязи открытых систем OSI). Сеть, построенная на интерфейсе RS-485, представляет собой приемопередатчики, соединенные при помощи витой пары - двух скрученных проводов. В основе интерфейса RS-485 лежит принцип дифференциальной (балансной) передачи данных. Суть его заключается в передаче одного сигнала по двум проводам. Причем по одному проводу (условно A) идет оригинальный сигнал, а по другому (условно B) - его инверсная копия. Другими словами, если на одном проводе "1", то на другом "0" и наоборот. Таким образом, между двумя проводами витой пары всегда есть разность потенциалов: при "1" она положительна, при "0" - отрицательна.

 

Именно этой разностью потенциалов и передается сигнал. Такой способ передачи обеспечивает высокую устойчивость к синфазной помехе. Синфазной называют помеху, действующую на оба провода линии одинаково. К примеру, электромагнитная волна, проходя через участок линии связи, наводит в обоих проводах потенциал. Если сигнал передается потенциалом в одном проводе относительно общего, как в RS-232, то наводка на этот провод может исказить сигнал относительно хорошо поглощающего наводки общего ("земли"). Кроме того, на сопротивлении длинного общего провода будет падать разность потенциалов земель - дополнительный источник искажений. А при дифференциальной передаче искажения не происходит. В самом деле, если два провода пролегают близко друг к другу, да еще перевиты, то наводка на оба провода

одинакова. Потенциал в обоих одинаково нагруженных проводах изменяется одинаково, при этом информативная разность потенциалов остается без изменений.

Аппаратная реализация интерфейса - микросхемы приемопередатчиков с дифференциальными входами/выходами (к линии) и цифровыми портами (к портам UART контроллера). Существуют два варианта такого интерфейса: RS-422 и RS-485.

RS-422 - полнодуплексный интерфейс. Прием и передача идут по двум отдельным парам проводов. На каждой паре проводов может быть только по одному передатчику.

RS-485 - полудуплексный интерфейс. Прием и передача идут по одной паре проводов с разделением по времени. В сети может быть много передатчиков, так как они могут отключаются в режиме приема.

 

Остановлюсь поподробнее на приемопередатчике RS-485. Цифровой выход приемника (RO) подключается к порту приемника UART (RX). Цифровой вход передатчика (DI) к порту передатчика UART (TX). Поскольку на дифференциальной стороне приемник и передатчик соединены, то во время приема нужно отключать передатчик, а во время передачи - приемник. Для этого служат управляющие входы - разрешение приемника (RE) и разрешения передатчика (DE). Так как вход RE инверсный, то его можно соединить с DE и переключать приемник и передатчик одним сигналом с любого порта контроллера. При уровне "0" - работа на прием, при "1" - на передачу.

 

Приемник, получая на дифференциальных входах (AB) разность потенциалов (UAB) переводит их в цифровой сигнал на выходе RO. Чувствительность приемника может быть разной, но гарантированный пороговый диапазон распознавания сигнала производители микросхем приемопередатчиков пишут в документации. Обычно эти пороги составляют ± 200 мВ. То есть, когда UAB > +200 мВ - приемник определяет "1", когда UAB < -200 мВ - приемник определяет "0". Если разность потенциалов в линии настолько мала, что не выходит за пороговые значения - правильное распознавание сигнала не гарантируется. Кроме того, в линии могут быть и не синфазные помехи, которые исказят столь слабый сигнал.

4.1.4. Ра3.9 Выбор аналого-цифрового преобразователя

По заданию, в системе должен присутствовать восьмиразрядный аналого-цифровой преобразователь. Есть множество подобных АЦП, на-до выбрать какой-нибудь из них. Выбирать нужно, скорее всего, по бы-стродействию. Микроконтроллер работает при частоте синхрогенератора не больше 12МГц, а значит, что Тактовая частота будет в 12 раз меньше, то есть 1МГц. Поэтому фотоаппарата смысла брать АЦП с большим быстродейст-вием.
Среди функционально законченных АЦП, сопрягаемых с микропро-цессоров, есть микросхема К1108ПВ1. Это восьмиразрядный АЦП по-следовательно приближения со временем преобразования в восьми-разрядный код не более 0.5мкс. Эта микросхема не требует внешнего устройства выборки и хранения. АЦП может работать как десяти-или восьмиразрядный. В микросхеме есть внутренний источник опорного на-пряжения
 
Рисунок 2.7 - Аналогово-цифровой преобразователь

АЦП может работать с внутренним тактирование, готовность дан-ных отмечается уровнем логического нуля соответствующей выходе. Вход OE разрешает выдачу цифрового кода на шину данных. Вход T - вход внешнего тактирования, для использования внутреннего тактирова-ния Этот вывод нужно через емкость 25пФ подать на «землю». Инверс-ный вход EN - разрешение преобразования. Для работы в восьмиразряд-ном режиме на вход 10/8 нужно подать напряжение питания. Тогда код будет на младших восьми выходах.
На вход OE будет поступать сигнал от дешифратора адреса, цифровые выходы будут подключены к шине данных.
счет RC цепи интегратора

Сигналы ШИМ представляют собой цифровые сигналы с постоянной частотой. Если коэффициент заполнения ШИМ-сигнала изменяется со временем, то, отфильтровав его, получим на выходе аналоговый сигнал. В общем виде, разрешение ЦАП на базе ШИМ, построенного на таймере и фильтре эквивалентно разрешению ШИМ-сигнала, используемого ЦАП-ом. Таким образом, разрешение ШИМ-сигнала зависит от длины счётчика и наименьшего возможного изменения коэффициента заполнения в ШИМ-счётчике.

Частота среза фильтра вычисляется следующим образом:

Подставив частоту из задания рассчитаем RC:

 =>  =>

Приняв R за 1кОм получим С=10nF

4.1.5. Выбор устройства связи (UART).

При программировании UART в простейшем случае решаются три задачи: инициализация UART (задание режимов работы), организация приема данных и организация передачи данных.

Примером инициализирующей подпрограммы может быть следующая последовательность команд:

           .def tmp =r20

Init_uart:  ldi tmp,0b00011101    ;Инициализация UART

           out UCR,tmp           ;TXEN=1,RXEN=1,СРH9=1,TXB8=1

           ldi tmp,25            ;9600 бит/c при fclk=4МГц

           out UBRR,tmp

           ret

Если микропроцессор использует последовательный канал для коротких однобайтных сообщений, то передавать и принимать данные можно, просто опрашивая флаги готовности передатчика и приемника UART. При передаче байта в последовательный канал все, что должен сделать процессор - дождаться установки флага готовности передатчика UDRE и записать затем передаваемый символ в регистр данных передатчика:

trans: sbis USR, UDRE  ;Если бит UDRE в USR установлен, то

                      ;пропустить cледующую команду

      rjmp trans      ;Вернуться на метку trans

      out UDR, r15    ;Вывести в регистр данных передатчика UART

                      ;содержимое r15

      ret

4.1.6. Выбор устройства согласования.

В качестве устройства согласования используется схема выполненная на операционном усилителе с подключением необходимой навески. Основные параметры:

  •  Конденсаторы  используются для фильтрации по питанию.
  •  Диоды на случаи пробоя
  •  Вводится отрицательная обратная связь

    Операционный усилитель работает в режиме повторителя.

Схема представлена на рисунке.

5. Разработка алгоритмов работы.

     5.1 Алгоритм работы АЦП.

Инициализация:

                              ldi temp,               0                      ;Активный канал 0

 out ADMUX, temp

 ldi temp, 0b10101111

 out ADCSR, temp

 sbi ADCSR, 6   ;Запуск преобразования

      5.2 Алгоритм работы UART и  SPI

SPI 

Инициализация как ведущего (мастера):

SPI_MasterInit:

                   ; Установка MOSI и SCK на вывод, все остальные на ввод

ldi r17,(1<<DD_MOSI)|(1<<DD_SCK)out DDR_SPI,r17

                   ; Разрешение SPI в режиме мастера, установка скорости                связи fck/16

ldi r17,(1<<SPE)|(1<<MSTR)|(1<<SPR0)

out SPCR,r17

ret

SPI_MasterTransmit:

                   ; Запуск передачи данных (r16)

out SPDR,r16

Wait_Transmit:

                   ; Ожидание завершения передачи данных

sbis SPSR,SPIF

rjmp Wait_Transmit

ret

Инициализация как подчинненого:

 

SPI_SlaveInit:

; Установка MISO на вывод и всех ост. на ввод

ldi r17,(1<<DD_MISO)

out DDR_SPI,r17

; Разрешение SPI

ldi r17,(1<<SPE)

out SPCR,r17

ret

SPI_SlaveReceive:

; Ожидание завершения передачи

sbis SPSR,SPIF

rjmp SPI_SlaveReceive

; Чтение принятых данных и выход из процедуры

in r16,SPDR

ret

UART:

                                                                                              

;Инициализация:

st:     ldi tmp1_r,LOW(RAMEND)  ;Установка стека

       out spl,tmp1_r

       ldi tmp1_r,HIGH(RAMEND)

       out sph,tmp1_r

;

       ldi tmp1_r,0b00011101   ;Инициализация UART

       out UCR,tmp1_r          ;TXEN=1,RXEN=1,СРH9=1,TXB8=1

       ldi tmp1_r,25           ;9600 бит/c при fclk=4МГц

       out UBRR,tmp1_r

;

       clr tmp1_r              ;Настроить порт D на ввод

       out ddrd,tmp1_r

;

       clr tmp1_r              ;Инициализация буфера UART_OUT  

       sts UART_OUT_T,tmp1_r   ;Установить указатель хвоста в ноль   

       sts UART_OUT_H,tmp1_r   ;Установить указатель головы в ноль

       sts UART_IN_T,tmp1_r

 5.3 Алгоритм работы с клавиатурой

Инициализация

 ldi temp, 0b00001111  ;биты 0-3 на вывод, 4-7 – на ввод

 out DDRB, temp  

 ldi temp, 0b11111111

 out PortB, temp   ;Подтягивание

5.4 Алгоритм работы с ЖКИ.

Инициализация

                            ldi Tdelay, 168                ;15 mS

 rcall Timer0_delay

 ldi   temp, 0x30

 sts  $C000, temp

 ldi  Tdelay, 227   ;5 mS

 rcall Timer0_delay

 ldi   temp, 0x30

 sts  $C000, temp

 ldi  Tdelay, 197   ;10 mS

 rcall Timer0_delay

 

 ldi   temp, 0x30

 sts  $C000, temp

 ldi temp, 0b00111000                             ;8-bit ШД, 1 строка

 rcall LCD_data

 ldi temp, 0b00001000                             ;ЖКИ выкл.

 rcall LCD_data

 ldi temp, 1                  ;ЖКИ вкл.

 rcall LCD_data

 ldi temp, 0b00000100                               ;ввод, запрет сдвига экрана

 rcall LCD_data

 

                                                            Заключение

В результате выполнения данной курсовой работы разработан микроконтроллер управления внешним объектом на базе серии AT90S8535. Работа с литературой, сопровождавшая разработку МК, значительно расширила знания в области построения интерфейсов с внешним устройствами, организация программного обмена, обслуживания клавиатуры и дисплея. Приобретены полезные навыки в разработке программы на Ассемблере .

 

 


Список литературы

1. Абрайтес и др. Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты: Том 1. Справочник

2. Хвощ С.Т. и др. Микропроцессоры и микроЭВМ в системах автоматического управления: Справочник. Л.: Машиностроение.  Ленинградское отд-ние, 1987.-640 с.

3. Щелкунов Н.Н., Дианов А.П. Микропроцессорные средства и системы. М.: Радио и связь, 1989.-288 с.

4. Самофалов К.Г. и др. Микропроцессоры. К.: Техника, 1986.- 278 с.

5. Преснухин Л.Н. и др.  Мирко - ЭВМ. Практ. пособие. М : Высш. шк. 1988. - 224 с.

6. А.В. Евстифеев Микроконтроллеры AVR семейства Classic фирмы „Atmel” Москва 2002г.


Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

АТКР03104.ХХХ ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

5

АТКР03104.ХХХ ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

6

АТКР03104.ХХХ ПЗ

зм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

6

АТКР03104.ХХХ ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

6

АТКР03104.ХХХ ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

342

АТКР03104.ХХХ ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

АТКР03104.ХХХ ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

10

АТКР03104.ХХХ ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

352

АТКР03104.ХХХ ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

АТКР03104.ХХХ ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

АТКР03104.ХХХ ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

АТКР03104.ХХХ ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

АТКР03104.ХХХ ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

АТКР03104.ХХХ ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

АТКР03104.ХХХ ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

АТКР03104.ХХХ ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

АТКР03104.ХХХ ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

АТКР03104.ХХХ ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

388

АТКР03104.ХХХ ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

АТКР03104.ХХХ ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

АТКР03104.ХХХ ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

АТКР03104.ХХХ ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

409

АТКР03104.ХХХ ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

АТКР03104.ХХХ ПЗ


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

37504. Философия. Тесты 79.5 KB
  Социальнофилософским учением является 1.в этом проявляется безусловный рефлекс 4.Учение Платона о первичности мира идей вне зависимости от субъективного отношения к нему является 1.Основателем теории объясняющей роль бессознательного в жизни человека и общества является 1.
37505. Философия эпохи Возрождения 60 KB
  Для характеристики человека он вводит понятие микрокосм в нем как бы свернут большой космос он так же сложен так же важен подобен Вселенной. Человек в бесконечности – что он значит Но: в эпоху Возрождения сформировалась альтернативная культурная ориентация подчеркнувшая как раз достоинство человека. Гуманизм – это мировоззренческий принцип согласно которому признается безусловная ценность человека как личности его права на свободное развитие и проявление своих способностей утверждается благо человека как критерий оценки...
37506. Философия Платона, концепция идей 12.37 KB
  Для каждой вещи фиксируется ее смысл идея которая как выясняется для любой вещи данного класса вещей одна и та же и обозначается одним именем. Идея это то самое единое которое составляет суть многообразия. Итак проблему единого и многого Платон разрешает следующим образом: единое это идея а ее проявления это многое. Какая идея наиважнейшая Платон не считал все идеи равнозначными.
37507. Особенности Русской философии 72.99 KB
  Учитывая весь тысячелетний опыт русской истории можно говорить об исторической миссии России. Миссия России определяется ее положением среди других народов тем что в ее составе объединилось до трехсот народов больших великих и малочисленных требовавших защиты. Культура России сложилась в условиях этой многонациональности. на новом витке развития России Русская идея стала предметом пристального внимания русских мыслителей.
37508. Философия. Основные понятия и термины 95.72 KB
  ИСТОРИЯ ТЕХНИКИ – наука о развитии технических систем см. С точки зрения естественных наук история техники изучает этапы овладения человеком законами природы что обеспечивает более глубокое и разностороннее использование и применение вещества и энергии природы. С социальной точки зрения история техники изучает общественные движущие силы общественные условия развития техники и роль творцов техники. К наиболее крупным периодам истории техники относятся: история каменного века и ручных орудий техники машин и механизации техники...
37509. Апология Сократа 15.75 KB
  Ксенофонт посвятил Сократу и его учению свои произведения Апология Сократа и Воспоминания о Сократе . Платон же почти все свое учение приписал Сократу так что трудно сказать где кончается Сократ а где начинается Платон Отсутствие прямой информации непосредственно исходящей от Сократа приводит к тому что некоторые историки античной философии в последние десятилетия не раз делали попытки доказать что Сократ всего лишь литературный персонаж. Вопросный метод Сократа Подход Сократа к вопросному методу основан на ведении последовательного...
37510. Патристика и Схоластика 93.75 KB
  К этим принципам относятся: теоцентризм признание в качестве источника всего сущего Бога; креационизм признание того что Бог создал все из ничего; провиденциализм признание того что Бог правит всем; персонализм признание того что человек “персона†сотворен Богом по собственному подобию и наделен совестью; ревеляционизм признание того что самый надежный путь познания наиболее важных для человека истин состоит в постижении смысла Священного писания. И все же на переднем плане осталась проблема человека и его...
37511. Философия. Сборник тестов 425.5 KB
  Предмет и специфика философии. Мировоззрение и философия. Общий обзор исторических типов философии. Античная философия.2 Философия. Средневековья. Философия Возрождения. Философия Нового времени. Немецкая классическая философия. Философия марксизма. Русская философия. Современная западная философия...
37512. Философия. Шпаргалка 363 KB
  Из объемных фигур происходят чувственно воспринимаемые тела которые имеют четыре основы огонь воду землю и воздух; превращение последних приводят к миру живого и человека. Кризис Конечно можно отказаться от атомизма но тогда что делать с парадоксами и апориями элеатов Сюда добавляется еще одна трудность: неясно как подступиться с атомистическими воззрениями к духовному миру человека. Проблема Предлагаемое решение Что удалось объяснить Что не удалось объяснить Что есть единое Материальная субстанция Часть природных явлений...