Разработка программно-аппаратного комплекса управления световой индикацией на базе микроконтроллера АDuС842BS

Размещено на http://www.allbest.ru/

АКАДЕМИЯ МАРКЕТИНГА И СОЦИАЛЬНО-ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ - ИМСИТ (г. Краснодар)

Факультет информатики и вычислительной техники

Кафедра математики и вычислительных систем

Курсовая работа

по дисциплине «Микропроцессорные системы»

на тему: «Разработка программно-аппаратного комплекса управления световой индикацией на базе микроконтроллера АDuС842BS»

направление 09.03.01 Информатика и вычислительная техника

Рабoту выполнил

Студент Худоба Николай Александрович

Группа 14-ИВТ-СПО-01

Научный руководитель:

канд. техн. наук, доцент К.Н. Цебренко

Краснодар 2017



Академия маркетинга и социально-информационных технологий - ИМСИТ

Кафедра математики и вычислительных систем

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой

ЗАДАНИЕ

на курсовую работу

Студенту: Худобе Николаю Александровичу

группы 14-ИВТ-СПО-01, 3 года обучения

Факультета информатики и вычислительной техники

направление 09.03.01 Информатика и вычислительная техника

Тема работы: «Разработка программно-аппаратного комплекса управления световой индикацией на базе микроконтроллера АDuС842ВS»

Содержание задания: Вариант задания - 13

Микроконтроллер АDuС842ВS.

Модуль памяти: E2PROM АТ24С01А объемом 256 байт;

Клавиатура AK1604A-WWB фирмы ACCORD;

Стандартный интерфейс RS-232C;

Модуль связи с объектом последовательный порт;

Набор сигнальных светодиодов (8 шт.);

Ввод-вывод данных с помощью ПЛИС MAX3064;

Разработка программной части для выполнения задания;

Объем работы:

а) пояснительная записка к работе

б) задачи:

Выполнить проектирование микропроцессорной системы с разработкой аппаратной части, согласно своему варианту.

Разработать программный модуль для реализации заданных согласно варианту функций аппаратной части созданной микропроцессорной системы.

Рекомендуемая литература:

Шахнова, В.А. Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем. Справочник. / Под ред. В.А. Шахнова . - М.: «Радио и связь», 2012 - 515 с.

Новиков, Ю. В. Основы микропроцессорной техники. / Ю.В. Новиков, П.К. Скоробогатов. - М.: ИНТУИТ, 2013 - 422 с.



Реферат

Курсовая работа, 42 с., 21 рис., 2 табл., 20 источников

МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ СИСТЕМЫ, МИКРОПРОЦЕССОР, МИКРОКОНТРОЛЛЕР, СВЕТОДИОДЫ.

Объектом исследования является программно-аппаратная система на базе микроконтроллера АDuС842ВS.

Целью работы является разработка микропроцессорной системы с созданием программно-аппаратного комплекса управления светодиодной индикацией на базе микроконтроллера АDuС842ВS.

Методы исследования: теоретически, практически.

Основные результаты: разработан программно-аппаратный комплекс управления светодиодов на базе микроконтроллера АDuС842ВS.

Система реализована с помощью аппаратных продуктов и языка программирования С++.

Область применения: автоматизированные системы управления, бытовая техника, учебное оборудование.



Содержание

Введение

1. Анализ предложенной элементной базы

1.1 Микроконтроллер ADuC812BS

1.2 ПЛИС MAX3064

1.3 Матричная клавиатура AK1604A-WWB

1.4 Схема сброса

1.5 Источник питания

1.6 Фильтрующие емкости

1.7 Кварцевые резонаторы

1.8 Дискретные входы-выходы

1.9 Аналоговые входы-выходы

1.10 Светодиодные индикаторы

1.11 Часы реального времени

1.12 Последовательный канал

2. Проектирование аппаратной части микропроцессорной системы

2.1 Разработка структуры микропроцессорной системы

2.2 Выбор микропроцессора

2.3 Разработка функциональной схемы центрального процессора

2.4 Выбор элементной базы центрального процессора

2.5 Разработка принципиальной схемы модуля памяти

2.6 Проектирование модуля интерфейса пользователя

3. Описание структуры разрабатываемого микропроцессорного комплекта

4. Описание принципиальной схемы разрабатываемого микропроцессорного комплекса

5. Разработка программной части

Заключение

Список использованных источников

Приложения

Введение

микропроцессорный аппаратный память интерфейс

Актуальность темы курсовой работы обоснована большим количеством микропроцессоров и микропроцессорных систем. В связи с многочисленным выпуском микрокомпьютеров с широкими функциональными возможностями, их низкой стоимостью, гибкостью и точностью цифровых методов обработки информации превратили микропроцессоры в системные элементы, так как их основе создаются разные системы, связи, измерительной техники и т.д.

Целью работы является разработка микропроцессорной системы с созданием программно-аппаратного комплекса управления светодиодной индикацией на базе микроконтроллера АDuС842ВS.

Задачи данной курсовой работы:

разработать алгоритм работы микроконтроллерной системы;

выбрать микроконтроллер, позволяющий выполнить алгоритм с максимальной эффективностью.

спроектировать модули памяти, светодиодов, интерфейса связи.

с учетом подобранного микроконтроллера, выбрать инструментальные средства и реализовать алгоритм и написать программу выполняющую заданные требования;

выполнить отладку программы в выбранной инструментальной среде.



1. Анализ предоставленной элементной базы

Разрабатываемое устройство представляет собой микропроцессорный стенд, подключенный к ПК через интерфейс RS-232C (COM-порт компьютера), и установленное инструментальное программное обеспечение. Разрабатываемый стенд построен на базе микроконтроллера АDuС842 (вычислительное ядро MCS-51) и имеет в своем составе различные устройства, предназначенные для ввода, обработки и вывода информации в цифровом и аналоговом виде:

Система микропроцессора может работать полностью автономно от ПК.

В состав комплекса входят:

Рассмотрим последовательно все основные узлы, использующиеся при выполнении данной работы.



1.1 Микроконтроллер АDuС842ВS

Микроконтроллер ADuС842 является микроконвертором который содержит в себе 12-битный АЦП со встроенным микропроцессором, схема которого показана на рисунке 1. Процессорное ядро АDuС842 является копией ядра Intel MCS-51. Функциональная схема микроконтроллера, показывающее внутреннюю структуру микроконтроллера, представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Схема микроконтроллера АDuС842BS

Микроконтроллер АDuС842BS обладает следующими характеристиками:



Внешне микроконтроллер представляет собой квадратную микросхему с контактами по всем четырем сторонам, внешний вид которого представлен на рисунке 2.

Рисунок 2 - МК АDuС842ВS



1.2 ПЛИС MAX3064A

В разрабатываемом устройстве используется программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС) MAX3064 схема которого представленная на рисунке 3. ПЛИС представляет собой набор макроячеек и механизм для создания связи между ними. Микросхема MAX3064 содержит 64 макроячейки данные о связях, между которыми хранится в энергонезависимой памяти находящейся внутри самой микросхемы [6, c.210]. Для того чтобы запрограммировать микросхему был использован специальный САПР Max+PlusII. Схема портов ввода-вывода была нарисована и преобразована в базис макроечеек и переконвертированна в конфигурационный файл, необходимый для соединения нужных логических ячеек ПЛИС. После чего конфигурационный файл был отправлен в память ПЛИС с помощью интерфейса JTAG. Условно-графическое обозначение ПЛИС показано на рисунке 3.



Рисунок 3 - Схема ПЛИС MAX3064

К ПЛИС подключены:

Клавиатура

ЖКИ

Линейка светодиодов

16 дискретных портов ввода-вывода.

1.3 Матричная клавиатура AK1604A-WWB

Клавиатура подключена через расширитель портов на микроконтроллере. Схема матричной клавиатуры с выходами представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 - Схема матричной клавиатуры AK1604A-WWB с выходами

Клавиатура организована в виде матрицы 4x4. Доступ к колонкам и рядам организован как чтение кодов соответствующих клавиш. При нажатии на кнопку, происходит изменение значения сигнала на входе соответствующего поля с единицы на ноль. [7, c.47]

1.4 Схема сброса

Схема сброса предназначена для формирования сигнала RESET, необходимого для обновления содержимого ОЗУ. Супервизор питания (U1) DS1813 обеспечивает генерирование сигнала RESET, достаточное для окончания всех необходимых переходных процессов, что исключает возможность некоторого некорректного использования системы [9, c.210].

1.5 Источник питания

Основой встроенного в разрабатываемом устройстве источником питания является микросхема LM7805C. При подаче на разъем J4 через диодный мост U15 переменного (15…16В) или постоянного (9…10В) напряжения от внешнего источника выходное напряжение будет равно - 5В ± 2%, а выходной ток до 1 А [19, c.100]. Схема источника питания представлена на рисунке 5. 

Рисунок 5 - Схема источника питания

Для защиты LM7805C и электролитических емкостей от превышения входного напряжения используется стабилитрон D19 (1N4745A) ограничение которого до возникновения пробоя - 16В. Для выравнивая входного напряжения используются электролитические конденсаторы C35 и C36.

Для прекращения неполадок при кратковременных пропаданиях напряжения используется электролитический конденсатор C38.

Емкости C40 и C37 необходимы для фильтрации высокочастотных помех, их использование определяется штатной схемой включения LM7805C

1.6 Фильтрующие емкости

Фильтрующие емкости равномерно распределены по всей поверхности печатной платы. Каждый конденсатор объединяет плюс питания с корпусом. Фильтрующие емкости шунтируют высокочастотные помехи, образующиеся в цепях питания 3,3 и 5В, показано на рисунке 6 [4, c.300].

Рисунок 6 - Фильтрующие ёмкости в разрабатываемом устройстве

Шунтирование происходит из-за того, что активное сопротивление емкости тем меньше, чем выше частота сигнала.

Для постоянного напряжения сопротивление конденсатора близко к бесконечности, а для переменного напряжения высокой частоты - конденсатор является резистором с низким сопротивлением.

1.7 Кварцевые резонаторы

Кварцевые резонаторы - устройства, в котором пьезоэлектрический эффект и явление механического резонанса используются для построения высокодобротного резонансного элемента электронной схемы [10, c.66]. При совпадении частоты приложенного напряжения с одной из собственных механических частот кварцевого вибратора в приборе возникает явление резонанса, приводящее к резкому увеличению проводимости. Обладая среди резонаторов самой высокой добротностью Q~105-107 (добротность колебательного LC-контура не превышает 102, пьезокерамики - 103), кварцевые резонаторы имеют также высокую температурную стабильность и низкую долговременную нестабильность частоты (106…108). Кварцевые резонаторы используются в генераторах опорных частот, фильтрах, частотных дискриминаторах и т.п.

1.8 Дискретные входы-выходы

Для ввода и вывода информации, отображенной в двоичном коде, используются дискретные входы-выходы, схема которых показана на рисунке 7. Сигнал на входе или выходе дискретного порта может принимать значение логического нуля или единицы. В разрабатываемом стенде дискретные порты выведены на разъем J3. Эти порты можно использовать для подключения модулей SDX-0.9 или каких-либо других внешних устройств. Кроме этого, для возможности задавать установленные значения к дискретным входам-выходам подключены DIP-переключатели (SW3). Все входы по умолчанию все входы приведены к логической единице (через резисторы на +5В) поэтому при замыкании переключателя SW3 на выбранном входе появляется логический ноль [3, c.175].

Рисунок 7 - Изображение дискретных входов-выходов на схеме

Из-за отсутствия, гальванической изоляции в дискретные входах-выходах логическому нулю соответствует 0В, а логической единице +5В (уровни TTL). Нагрузочная способность дискретных портов ввода-вывода, подключенных к разъему J3, невелика, так как на разъем выведены порты АDuС842 без каких-либо добавочных усилителей.

1.9 Аналоговые входы-выходы

АDuС842 имеет в своем составе 8 быстродействующих 12-разрядных АЦП и 2 12-разрядных ЦАП, показано на рисунке 8. Для коррекции зависимости параметров ЦАП и АЦП от температуры в микроконтроллер установлен термодатчик. Все входы ЦАП и выходы АЦП выведены на разъем J1. Кроме того, выходы DAC0 и DAC1 можно замкнуть на входы ADC0 и ADC1 с помощью переключателя SW1 [1, c.251].



Рисунок 8 - Изображение аналоговых входов-выходов на схеме

1.10 Светодиодные индикаторы

Светодиодные индикаторы подключены к расширителю портов ввода-вывода, схема светодиодных индикаторов показана на показано на рисунке 9. Так как все светодиоды подключены к корпусу, для включения светодиодов необходимо подать напряжение +5В на соответствующий электрод. Резисторы R12...R13 ограничивают ток, текущий через порт ввода-вывода и светодиод. Так как если ток будет слишком большим, то порт ввода-вывода или светодиод могут выйти из строя.

Рисунок 9 - схема светодиодных индикаторов



1.11 Часы реального времени

Часы реального времени (часы/календарь) с памятью объемом 256 байт, функционирующие от кварцевого резонатора с частотой 32,768 кГц, принципиальная схема PCF8583 показана на показано на рисунке 10. Из 256 байт памяти собственно часами используются только первые 16 (8 постоянно обновляемых регистров-защелок на установку/чтение даты/времени и 8 на будильник), остальные 240 байт доступны для хранения данных пользователя. Точность измерения времени - до сотых долей секунды [15, c.245].

Рисунок 10 - Принципиальная схема PCF8583

1.12 Последовательный канал

В разрабатываемом стенде Последовательный канал гальванически развязан. Гальваническая изоляция или гальваническая развязка - разделение электрических цепей посредством не проводящего ток материала. Гальваническая изоляция нужна для защиты ядра микропроцессора от помех, от разности напряжений при коммутации (установке оборудования). Реализуется с помощью трансформаторной изоляции или с помощью оптоэлектронной схемы. Недостаток трансформаторов состоит в том, что они работают только на переменном токе. Оптоэлектронные схемы состоят из светоизлучающих приборов (диоды) и фотоприёмников (фоторезисторы, фототранзисторы). Надежность оптопар проявляется только на полярном подключении, что неудобно при передаче аналоговых сигналов. Гальваническая изоляция позволяет защитить разрабатываемый стенд от высоких напряжений, различных наводок и подключать его к ПК во время работы. Реализована гальваническая изоляция на базе двух оптронов U8 и U9 (TLP 181). Оптрон TLP181 состоит из светодиода (выводы 1,3) и фототранзистора (выводы 6,4). Если через светодиод пустить ток, то он начинает излучать свет. Свет падает на PN переход фототранзистора и открывает его [11, c.75]. Когда свет гаснет, фототранзистор закрывается. Гальваническая изоляция достигается как раз за счет того, что между двумя элементами оптрона нет никакой связи кроме оптической. Выход передатчика последовательного канала TxD попадает на катод оптрона U8. Далее сигнал попадает на преобразователь уровней напряжений (из ТТЛ в ±12 В).



2. Проектирование аппаратной части микропроцессорной системы

2.1 Разработка структуры микропроцессорной системы

Проектирование новой микропроцессорной системы обычно начинается с описания ее архитектуры, представляющей собой модель микрокомпьютера. Модель в процессе проектирование преобразуется в структуру микрокомпьютера, определяющую состав, назначение и взаимные связи необходимых аппаратурных компонентов, реализующих желаемую архитектуру. Процессор микропроцессорной системы может быть реализован в виде однокристального микропроцессора или многокристального микропроцессора [12, c.141].

В соответствии с разработкой специализированных ИС для различных блоков микропроцессорной системы структурная схема ее может быть представлена как совокупность функциональных блоков смотри показано на рисунке 11, соединенных между собой в соответствии с требованиями интерфейсов [5, c.156]. В приведенной схеме обработку информации осуществляет микропроцессор, синхронизируемый тактовыми импульсами устройства синхронизации. Обмен информацией между микропроцессором и остальными блоками микрокомпьютера осуществляется по трем магистралям: адресной, данных и управляющей.



Рисунок 11 - Обобщенная структура микропроцессорной системы.

Системная шина включает в себя три магистрали: адреса, данных и управления.

Магистраль адреса служит для передачи кода адреса, по которому проводится обращение к устройствам памяти, ввода-вывода и другим внешним устройствам, подключенным к микропроцессору. Обрабатываемая информация и результаты вычислений передаются по магистрали данных. Магистраль управления передает управляющие сигналы на все блоки микро-ЭВМ, настраивая на нужный режим устройства, участвующие в выполняемой команде.

Использование в микро-ЭВМ трех магистралей обеспечивает высокое быстродействие и упрощает процесс вычислений. Возможно построение микро-ЭВМ с одной или двумя магистралями, по которым последовательно передаются код адреса и обрабатываемая информация, но при этом увеличивается время выполнения команды и усложняется организация обмена между узлами.

2.2 Выбор микропроцессора

Одним из основных критериев при выборе МП является быстродействие. Так как в проектируемой системе не требуется высокая производительность, то можно выбрать микропроцессор со средним быстродействием. Выберем микропроцессор ADuC812.

Микропроцессорный комплект устройства включает в себя микросхемы:

Выполнение логических и арифметических операций с 8-разрядными числами в двоичной и десятичной системах счисления, а также операций с двойной разрядностью (с 16-разрядными числами) [2, c.275].

2.3 Разработка функциональной схемы центрального процессора

Основным элементом модуля центрального процессора является микропроцессор. Однако отдельный микропроцессор не может выполнить возложенные на него функции. МП выполняет команды по машинным циклам, которые в свою очередь выполняются по машинным тактам. Таким образом необходимо устройство, которое генерирует эти такты с определенной частотой. Этим устройством является генератор тактовых импульсов (ГТИ).

Обмен информацией между МП и другими устройствами организуется с помощью трех магистралей: МА, МД и МУ, показано на рисунке 12. Ввиду малой нагрузочной способности, а также ограниченного числа выводов МП необходимо использовать дополнительные схемы для организации этих магистралей. Эти функции могут взять на себя буферные схемы, к которым можно отнести также системный контроллер. Он помимо согласующих функций выполняет функцию формирования дополнительных сигналов управления. Таким образом из полученных функциональных блоков можно составить функциональную схему центрального процессора.

Рисунок 13 - Функциональная схема центрального процессора.



2.4 Выбор элементной базы центрального процессора

Функциональное назначение выводов МП АDuС842 приведено в таблице 1.

Таблица 1 - Функциональное назначение выводов МП АDuС842



2.5 Разработка принципиальной схемы модуля памяти

Внутреннее ОЗУ данных предназначено для временного хранения информации, используемой в процессе выполнения программы, и занимает 640 восьмиразрядных ячеек, с адресами от 0x00 до 0xFF, показано на рисунке 14.

Рисунок 14 - Карты памяти программ и данных ADuC842BS.

Система команд микроконтроллера позволяет обращаться к ячейкам внутренней памяти данных при помощи прямой и косвенно-регистровой адресации. При обращении к ячейкам памяти с адресами 0x00-0x7F использование любого из этих видов адресации будет производить выборку одной и той же ячейки памяти. При обращении к ячейкам ОЗУ с адресами 0x80-0xFF следует воспользоваться косвенно-регистровой адресацией. Учитывая, что работа со стеком ведется при помощи косвенной адресации, то имеет смысл размещать в этой области памяти стек. Если же требуется обратиться к регистрам специальных функций, то нужно использовать прямую адресацию [18, c.156].

Следующие после банков регистров внутреннего ОЗУ данных 16 ячеек памяти (адреса 0x20-0x2F) образуют область памяти, к которой возможна как байтовая, так и битовая адресация. В этих ячейках располагаются 128 программных флагов (битовых ячеек памяти). Обращение к отдельным битам этих ячеек возможно по их битовым адресам, показано на рисунке 15.

Рисунок 15 - Программная модель АDuС842.

2.6 Проектирование модуля интерфейса пользователя

По данному варианту задания (49) в работе нужно создать модуль интерфейса пользователя со следующими характеристиками:

Количество светодиодов - 8 шт.

Пользовательский интерфейс обеспечивает вывод необходимой информации с использованием светодиодов и с обеспечением шины памяти, но потребуются соответствующие электронные схемы. [14, c.213].

Таким образом получаем функциональную схему, показанную на рисунке 16.



Рисунок 16 - Функциональная схема.



3. Описание структуры разрабатываемого микропроцессорного комплекта

Описание структуры микропроцессорного комплекта (МПК) приведено на рисунке 17.

В состав разрабатываемого учебного стенда входят:

микроконтроллер АDuС842ВS;

управляемые светодиоды 8 шт

Ввод-вывод данных осуществлять с помощью портов микроконтроллера и программируемую логическую интегральную схему ПЛИС MAX3064;

ОЗУ 256 байт IDATA + 2048 байт XDATA

внешнее электрически стираемое программируемое ПЗУ (EEPROM) объемом 256 байт;

Основные параметры и характеристики основных элементов, входящих в МПК были рассмотрены ранее.

Рисунок 18 - Устройство стенда.



4. Описание принципиальной схемы разрабатываемого микропроцессорного комплекса

Внешняя память программ и данных стенда - для разрешения пользовательского ПО и информации в разрабатываемом устройстве используется статическое ОЗУ (SRАM), которая имеет страничную организацию, схема которой показана на рисунке 19. Размер страницы - 64 Кб. В микроконтроллере АDuС842 первая страница (страница 0) предназначена для выборки и команд. Остальные страницы доступны только для размещения данных (логическое адресное пространство внешней памяти данных составляет 16 Мб). Однако, реально для пользовательских программ доступно не 64 Кб, а 52 Кб, т.к. в младшие адреса отображается 8 Кб Flash-памяти АDuС842(адреса 0x0000-0x1FFF). Кроме того, 4 Кб зарезервировано резидентным загрузчиком МК (адреса 0xF000-0xFFFF) [20, c.110].

Рисунок 19 - Подключение АDuС842 к внешнему ОЗУ

В U3 попадает младшая часть адреса (A0..A7), в U7 - старшие 4 бита адреса (A16..A19). Бит A19 используется как сигнал CS (Chip Select) для выбора микросхемы ОЗУ. ОЗУ выбирается, если на A19 логический ноль. Как говорилось выше, при наличии логической единицы на A19 выбирается ПЛИС

При замыкании JP11 сигнал PSEN замыкается на корпус через резистор R22. Это переводит АDuС842 в режим загрузки ПО после аппаратному сбросу. Кроме того, выходы DAC0 и DAC1 можно замкнуть на входы ADC0 и ADC1 с помощью переключателя SW1 [17, c.59].

Описание принципиальной схемы разрабатываемого микропроцессорного комплекса

В состав разрабатываемого программного комплекса входят:

микроконтроллер АDuС842ВS;

управляемые светодиоды 8 шт;

ОЗУ и встроенная память в микроконтроллере;

программный код;

подключение к компьютеру;

подключение к источнику питания для выполнения операции.

Таким образом, присутствуют устройства, предназначенные для ввода, обработки и вывода дискретных и аналоговых данных.

Основные параметры и характеристики основных элементов, входящих в разрабатываемый комплекс, уже были рассмотрены ранее.

Принципиальная схема включает в себя несколько из вышеперечисленных компонентов, а именно:

микроконтроллер АDuС842ВS;

управляемые светодиоды;

матричная клавиатура AK1604A-WWB.

Структура принципиальной схемы следующая:

первоначально микроконтроллер АDuС842ВS подключается к компьютеру, получает питание, как и все элементы аппаратного комплекса;

питание устройства получают через разъем J4 источника питания, клавиатура и светодиоды через расширители входов-выходы;

после загрузки программы с заданной задержкой начинают загораться светодиоды;

после завершения работы стенд можно оставить на питании (при использовании с другого источника) или отключить.

Подключение к источнику питания, как уже говорилось выше, производится через разъем J4 при присоединении к электрической сети.

Принципиальная схема будет представлена в приложении Б



5. Разработка программной части

Среда разработки Keil состоит из встроенного текстового редактора программного кода, области сообщений, окна вывода текста (консоли), панели инструментов с кнопками часто используемых команд и нескольких меню. Для загрузки программ и связи среда разработки подключается к аппаратной части АDuС842. [12, c.176]

Программа, написанная в среде Keil, называется скетч. Скетч пишется в текстовом редакторе, имеющем инструменты вырезки/вставки, поиска/замены текста. Во время сохранения и экспорта проекта в области сообщений появляются пояснения, также могут отображаться возникшие ошибки. Кнопки панели инструментов позволяют проверить и записать программу, создать, открыть и сохранить скетч, открыть мониторинг последовательной шины [8, c.119].

Питание на АDuС842 подается по кабелю, который подключается к сети, по дрЦВФЦВ.

На рисунке 15 будет представлен интерфейс программного обеспечения Arduino с частью написанной программы. Программный код будет представлен в приложении А.

Рисунок 14 - интерфейс ПО Arduino с частью кода программы

Алгоритм создаваемой программы представляет собой следующее:

Установление задержки включения светодиодов (200 мс);

Включение светодиодов в заданной последовательности (123456782468);

Установка дополнительной задержки для следующей последовательности (100 мс);

Включение светодиодов в последовательности 765432112345678;

Программа работает вполне ясно и понятно, выполнение не требует обширных познаний в области электротехники и программирования. Язык С++ для этой задачи подходит очень хорошо.

Блок-схема программы представлена на рисунке 21

Рисунок 21 - Алгоритм программы



Заключение

За время выполнения курсовой работы были изучены принципы проектирования микропроцессорной системы. Была спроектирована микропроцессорная система на базе микроконтроллера АDuС842ВS. Спроектированы следующие модули:

Микроконтроллер АDuС842ВS.

Модуль памяти: Выполнить проектирование модуля памяти на базе E2PROM АТ24С01А объемом 256 байт, шина I3C. 128К внешней SRАM с возможностью расширения до 512К.

Клавиатура: Выполнить проектирование клавиатуры на базе простейших клавишных механических датчиков типа AK1604A-WWB фирмы ACCORD;

Стандартный интерфейс: Выполнить проектирование модуля интерфейса связи с внешними RS-232C.

Модуль связи с объектом Последовательный порт.

Набор сигнальных светодиодов (8 шт.).

Ввод-вывод данных осуществлять с помощью портов микроконтроллера и программируемую логическую интегральную схему ПЛИС MAX3064.

Разработана программная часть комплекса управления сигнальной световой индикацией c заданными параметрами. Программная часть была проверена на учебном стенде в выбранной инструментальной среде.



Список использованных источников

1. Марк Е. Хернитер. 10 увлекательных проектов аналоговой электроники. М.: Издательство: ДМК Пресс, 2012. - 415 с.

2. Е. Ф. Турута. 5000 современных микросхем УНЧ и их аналоги. СПб.: Наука и Техника, 2014 - 450 с.

3. Топильский В.Б. Схемотехника измерительных устройств. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013 - 336 с.

4. Шахнов, В.А. Микропроцессоры и микрппроцессорные комплекты интегральных микросхем. Справочник. М.: Радио и связь, 2014.

5. Преснухин, Л.Н. Микропроцессоры. В 3-х книгах. Учеб. для ВТУЗов. М.: Высшая школа, 2012 - 670 с.

6. Преснухин, Л.Н. Микропроцессоры. Средства сопряжения. Контролирующие и информационно-управляющие системы. М.: Высшая школа, 2014 - 415 с.

7. Хартов В.Я. Микрппроцессорные системы. СПб.: Академия, 2012 - 310 с.

8. Москатов Е.А. Электронная техника. Начало. 3-е изд. Таганрог 2010

9. Е. Ф. Турута. 5000 современных микросхем УНЧ и их аналоги. СПб.: Наука и Техника, 2013 - 430 с.

10. Гуров В.В. Архитектура микропроцессоров. М.: Высшая школа, 2015 - 272 с.

11. Калабеков, Б.А. Цифровые устройства и микрппроцессорные системы : учебник для техникумов связи. СПб. : Горячая линия - Телеком, 2013 - 336 с.

12. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2012 - 528 с.

13. Лаврентьев Б.Ф. Схемотехника электронных средств. СПб.: Академия, 2013 - 348 c.

14. Гололобов В.Н. Экскурсия по электронике. СПб.: БХВ - Москва, 2008 - 453 с.

15. Новиков, Ю. В. Основы микропроцессорной техники / Ю.В. Новиков, П.К. Скоробогатов. - М.: ИНТУИТ, 2014 - 422 с.

16. Ленк, Д. 500 практических схем на популярных.: БХВ - Москва, 2013 - 453 с.

17. Мокрецов В.П. Комбинационные схемы в МП системах: учебное пособие.: БХВ - Санкт-Петербург, 2012 - 120 с.

18. Перлов, А.К. Микропроцессоры, архитектура и проектирование микро-ЭВМ. Организация вычислительных процессов. М.: Высшая школа, 2014 - 300 с.

19. Батоврин В. К., Бессонов А. С., Мошкин В. В. LabVIEW: практикум по электронике и микропроцессорной технике: Учебное пособие для вузов. -- М.: ДМК-Пресс, 2010 г. -- 182 с.

20. Хартов В.Я. Микрппроцессорные системы. СПб.: Академия, 2010 - 310 с.

Приложение А

Программа для включения светодиодов с заданными параметрами

#include "ADuC831.h"

#define MAXBASE 8

void WriteMax(unsigned char xdata *regnum, unsigned char val)

{

unsigned char oldDPP=DPP;

DPP=MAXBASE;

*regnum=val;

DPP=oldDPP;

}

void main(void)

{

unsigned int i;

while(1)

{

Sleep(200); //задержка 200 мс

WriteMax(7,0x3); //1 и 2

for(i=0;i<50000;i++);

WriteMax(7,0x12); //3 и 4

for(i=0;i<50000;i++);

WriteMax(7,0x30); //5 и 6

for(i=0;i<50000;i++);

WriteMax(7,0x120); //7 и 8

for(i=0;i<50000;i++);

WriteMax(7,0x10); //2 и 4

for(i=0;i<50000;i++);

WriteMax(7,0x100); //6 и 8

for(i=0;i<50000;i++);

Sleep (100); //задержка 100 мс

WriteMax(7,0x60); //7 и 6

for(i=0;i<50000;i++);

WriteMax(7,0x18); //5 и 4

for(i=0;i<50000;i++);

WriteMax(7,0x6); //3 и 2

for(i=0;i<50000;i++);

WriteMax(7,0x2); //1 и 1

for(i=0;i<50000;i++);

WriteMax(7,0x6); //2 и 3

for(i=0;i<50000;i++);

WriteMax(7,0x18); //4 и 5

for(i=0;i<50000;i++);

WriteMax(7,0x60); //6 и 7

for(i=0;i<50000;i++);

WriteMax(7,0x80); //8

for(i=0;i<50000;i++);

}

return 0;

}

Приложение Б

Принципиальная схема электронного устройства (повёрнута на 90 гр.)

Размещено на Allbest.ru

...