Проект мікропроцесорної системи обробки даних на базі мікроконтролеру AtMega8515. Розробка структурної а принципової схем МПС. Розподіл адресного простору блоку індикації цифрових і аналогових каналів. Програмування алгоритму роботи матричної клавіатури.
Аннотация к работе
Мікроконтролери використовуються у всіх сферах життєдіяльності людини: у побутовій техніці, медичних приладах, системах керування ліфтами, телефонах, раціях та інших засобах звязку, електронних музичних інструментах та автомагнітолах, компютерній периферії (клавіатурах, джойстиках, принтерах, тощо), світлофорах, автоматичних воротах та шлагбаумах, інтерактивних дитячих іграшках, автомобілях, локомотивах та літаках, роботах та промислових верстатах. За допомогою програмування мікроконтролера можна вирішити багато практичні завдання апаратної техніки. Використання у сучасному мікроконтролері досить потужного обчислювального пристрою з широкими можливостями, вбудованого на одній мікросхемі замість цілого набору, значно знижує розміри, енергоспоживання і вартість побудованих на його базі пристроїв. У той же час, є мікроконтролери, що мають великі обчислювальні можливості, наприклад, цифрові сигнальні процесори, що застосовуються для обробки великого потоку даних в реальному часі (наприклад, аудіо-, відео потоків).Система має бути звязковою ланкою між обєктом керування і ЕОМ верхнього рівня у вигляді персональної ЕОМ. При цьому контролер повинен виконувати наведені нижче функції: - здійснювати прийом інформації від джерела зі стробуванням із використанням лінії “Керування”; здійснювати передачу інформації до приймача із стробуванням з використанням лінії “Керування”;Структурно контролер складається з двох основних частин: ядра та факультативної частини. Факультативна частина реалізує цифрові та аналогові канали вводу-виводу інформації, за допомогою яких контролер взаємодіє з обєктом керування. Канали цифрового виводу інформації реалізуються на підставі ППА паралельного, які повинні забезпечити потрібний рівень вихідних сигналів. Канали аналогового вводу реалізуються на підставі відповідних схем послідовних АЦП, які забезпечують необхідну кількість аналогових каналів. Вибір розрядності коду, що передається цифровим каналом, або розрядності АЦП при використанні аналогових каналів виконується згідно з формулами: NX = log 2 (Xmax / ?x), (2.1)Головною ланкою мікроконтролерної системи є мікросхема мікроконтролера ATMEGA8515 - 8-розрядного мікроконтролера з внутрішньо-системною програмованою флеш-памяттю ємністю 8 Кбайт, який має такі відмінні особливості: - високоефективний, економічний 8-розрядний AVR мікроконтролер. потужна система команд з 130 інструкціями, більшість з яких виконуються за один машинний цикл; ATMEGA8515 підтримується повним набором інструментальних і програмних засобів для розробки додатків: Сі-компілятори, макроасемблери, програмні отладчики/симулятори, внутрісхемні емулятори, оціночні набори. Умовне графічне позначення мікроконтролера ATMEGA8515 показано на рисунку 2.1 Умовне графічне позначення схеми підключення кварцового резонатора для ATMEGA8515 показано на рисунку 3.2В мікропроцесорній системі на базі мікропроцесору Atmega8515 головна память має обєм 64 К слів. В цій памяті розміщується ОЗП починаючи з адреси 0000Н та ПЗП, яка розміщується за ОЗП. Ця мікросхема являє собою статичний оперативний запамятовувальний пристрій на основі ТТЛ - елементів, що має 10 адресних входів, та вихід з відкритим колектором. Умовне графічне позначення К185РУ5 показано на рисунку 3.5 Таблиця істинності мікросхеми К185РУ5 надана в таблиці 3.2 Мікросхема має наступні технічні характеристики: Інформаційна ємність 1024 бітВ завданні до курсового проекту блок індикації містить 3 матричні індикатори IE-57O-112U Серед недоліків слід відзначити необхідність використання великих ресурсів системи, як на апаратному, так і на програмному рівні. Повязано це з потребою генерації символів і організації режиму динамічної індикації. Для висвітлення символів на індикаторах реалізовано 7x5 матрицю, тому на рядки потрібно подавати 7-розрядний код, а на стовбці 5-розрядний код, а так як кількість індикаторів в схемі 3, то загальна кількість стовбців - 15. Умовне графічне позначення показано на рисунку 4.11За допомогою цих периферійних елементів в мікроконтролер поступає різна інформація, яка використовується для зміни алгоритму роботи програми. Вона складається з двох основних частин: набору клавіш, що відповідають набору знаків алфавіту і функцій редагування, та пристроїв кодування для перетворювання сигналу на тисненої клавіші в паралельний код обміну інформацією (КОІ). Кожна клавіша знаходиться у вузлі матриці провідників, яка складається з mx стовпців та my рядків, кількість яких вибирають із умови: Na = mx • my (4.6) де Na - загальна кількість клавішь; Таким чином клавіатура складається з 8 рядків і 3 стовбців. Будемо використовувати мікросхему SN74LS138N - Повний двійково-десятковий дешифратор на 3 входи і 8 виходів.З їх допомогою мікроконтролер видає дані чи управляє різними пристроями.