Загальний опис

Вступ

В теперішній час мікропроцесори та мікроЕОМ широко використовуються як основні елементи цифрових обчислювальних пристроїв різного призначення та як пристрої обробки інформації у радіотехнічних системах.

У зв’язку з цим в учбових програмах підготовки радіоінженерів відводитися серйозне значення вивченню мікропроцесорних систем.

Основна мета курсової роботи – отримання практичних навичок у розробці апаратних та програмних засобів мікропроцесорних систем різного призначення.

В даній курсовій роботі необхідно розробити аналогово-цифровий перетворювач із можливістю вибору типу фільтра для цифрової фільтрації (ФВЧ, ФНЧ,ПФ) за допомогою клавіатури з 11 клавіш та індикацією типу фільтра на індикаторі, а також забезпечити можливість переходу мікроконтролерів в генерацію прямокутних імпульсів з періодом Т=3мс та довжиною імпульсу τ=2,5мс.

Для поглиблення знань в області розробки мікропроцесорних систем пропонується використати в проектованому пристрої три типи мікроконтролерів різних виробників із різними структурами та системами команд.

В даній курсовій роботі застосовуються такі мікроконтролери:

- однокристальний мікроконтролер фірми

Аnalog Devices на ядрі MCS-51 – AduC812;

- однокристальний мікроконтролер фірми Microchip - PIC16F84;

- однокристальний мікроконтролер фірми ATMEL - AT90S2313;

1. Розробка функціональної схеми мікропроцесорної системи

Функціональна схема реалізованого цифрового фільтру включає слідуючи пристрої:

1 Мікроконтролер ADuC812, який здійснює функцію перетворення та фільтрацію сигналу. В середині якого АЦП та ЦАП

2 Мікроконтролер AT90S2313 фірми Atmel, що застосовується для керування пристроєм відображення номеру вагових коефіцієнтів Даний мікроконтролер по перериванню приймає кодову інформацію і як наслідок або виводить на індикатор номер фільтру, або переходить в режим генерування відеоімпульсів.

3 Мікроконтролер PIC16F84, що використовується для формування переривання зміни номеру вагових коефіцієнтів та опитування клавіатури, за допомогою якої задається потрібний номер фільтру. Цей номер передається до інших двох мікроконтролерів, одночасно з сигналом готовності, який забезпечує переривання і читання мікроконтролерами нового коду.

4 Індикатор виводу інформації, який з’єднаний з АVR, зібраний з трьох 8- сегментних індикаторів з загальним анодом.

Функціональна схема мікропроцесорної системи представлена в додатку 1.

Опис функціонування МПС: на вхід АЦП (ADuC812) подається аналоговий сигнал, який потребує перетворення у цифровий код. В ньому він оцифровується, згідно виду цифрового фільтру, обробляється та перетворюється в аналоговий сигнал. По зовнішньому перериванню INT0 мікроконтролер здійснює зміну вагових коефіцієнтів фільтру або переходе в режим генерування відіоімпульсів у відповідності із кодом, встановленим на виводах P1.0-P1.2 порту Р1.

МПС має можливість змінити відповідний набір вагових коефіцієнтів цифрового фільтра. Ця функція реалізується на мікроконтролері PIC16F84. До виводів RB1-RB7 порту В приєднана клавіатура з одинадцяти клавіш, кожна з яких відповідає відповідному номеру вагових коефіцієнтів або перехід в режим генерування. Натискання клавіші призводить до генерації переривання на ADuC812, AT90S2313 по якому у ньому буде встановлюватися код набору коефіцієнтів; переривання на мікроконтролері AT90S2313, по якому аналізується данні які поступили до порту D.

Індикація номеру обраних вагових коефіцієнтів цифрового фільтру контролюється мікроконтролером AT90S2313 і відображується на трьох позиційному 8-ми сегментному індикаторі.

2.Розробка принципової схеми мікропроцесорної системи.

2.1 Структурна організація мікроконтролера ADuC812

ADu812 -інтегральна 12-розрядна система збору інформації, що включає в себе прецизійний многоканальний АЦП із самокалібруванням, два 12-розрядних ЦАП і програмуєме 8-бітне мікропроцесорне ядро (сумісне з 8051,MCU). MCU підтримується внутрішніми 8кбайт FLASH ЭРПЗУ програм, 640 байт ЭРПЗУ пам'яті даних і 256 байт статичної пам'яті даних з довільною вибіркою (RAM). MCU підтримує наступні функції: сторожовий таймер, монітор живлення і канал прямого доступу до пам'яті для АЦП. Для мультипроцесорного обміну і розширення

уведення/виведення є 32 програмовані лінії, I2C, SPI і UART інтерфейси. Для гнучкого керування у схемах з низьким споживанням у MCU і аналогової частини передбачені 3 режими роботи: нормальний, холостий і черговий. Продукт специфікований для +3/+5В роботи в індустріальному діапазоні температур і поставляється 52-вивідному пластмасовому корпусі (PQFP).

ХАРАКТЕРИСТИКИ:

АНАЛОГОВЕ ВВЕДЕННЯ/ВИВЕДЕННЯ

8-канальний прецизійний 12-розрядний АЦП, убудований ИОН. Висока швидкість вибірок 200 кSр. Контролер каналу ПДП до зовнішньої пам'яті даних. Два 12-розрядних ЦАП з вольтовим виходом. Внутрішній температурний сенсор.

ПАМ'ЯТЬ

8 Кбайт FLASH пам'яті програм, 640 байт FLASH пам'яті даних. Внутрішній генератор підкачування заряду. 256 байт внутрішньої пам'яті даних та 16 Мбайт простору зовнішньої пам'яті даних. 64 Кбайт простору зовнішньої пам'яті програм 8051-сумісне ядро - 12Мгц номінальна частота [16Мгц – макс..]. Три 16-розрядних таймера/лічильника, 32 програмовні лінії введення/виведення. Порт із високим струмом - Порт3. 9 джерел переривань,2 рівні пріоритету.

ЖИВЛЕННЯ

Специфікований для роботи від 3В до 5В. Режими: нормальний, холостий і черговий.

Послідовний порт UART, 2-провідний (I2C) і/або SPI порт. Сторожовий таймер (WDT). Монітор джерела живлення.

АРХІТЕКТУРА ADUC812 І ОСНОВНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ADu812 являє собою 12-розрядну систему збору інформації високого ступеня інтеграції. Ядро системи представлене високопродуктивним 8-розрядним мікроконтролером сумісним з 8051 MCU з убудованим FLASH ЭРПЗУ що не руйнується і 12-розрядним АЦП. Для підтримки ядра системи збору чіп містить у собі необхідні вторинні елементи. Вони містять у собі користувальницьке ЭРПЗУ даних, сторожовий таймер (WDT), монітор живлення (PSM), різні рівнобіжні і послідовні інтерфейси промислового стандарту.

ОРГАНІЗАЦІЯ ПАМ'ЯТІ

Подібно будь-якому 8051, ADu812 має розділений простір пам'яті програм і даних, як показано на рисунку 1. Для користувача доступні 640 байт користувальницького ЭРПЗУ в області даних. Користувальницьке ЭРПЗУ доступно побічно через групу регістрів керування в області Регістрів Спеціального Призначення (Special Function Registers -SFR).

Простір пам'яті програм (тільки читання)

Зовнішня пам'ять програм

FFFFFFH

2000H

EA/=1 внутрішні 8K байт FLASH/EE пам'яті програм

1FFFH

EA/=0 тільки зовнішня пам'ять програм

0000H

Простір пам'яті даних (читання/запис)

  Зовнішня пам'ять програм   Адресне простір 24 розряду

    сторінка 159 640 байт FLASH/EE пам'яті даних, доступні побічно через SFR регістри сторінка 0

9FH FFFFFFH

00H

Внутрішня

пам'ять програм

Доступна тільки побічно     Доступна безпосередньо і побічно  

SFR (регістри спеціального призначення) тільки побічно

FFH

80H

7FH

00H 000000H

Рисунок 1 - розподіл пам'яті програм і даних.

ПРОГРАМНА МОДЕЛЬ ADU812.

Простір від 0 до 31 байта розділено на 4 банки по 8 регістрів з R0 по R7. Наступні 128 біт (16 байт), над банками, формують блок біт-адресуемої пам'яті з адресами 00Н до 7FH. Простір Регістрів Спеціального Призначення (SFR) розташовано у верхніх 128 байтах внутрішньої пам'яті. SFR адресуються тільки безпосередньо і вони служать інтерфейсом між CPU і усією периферією.

Дата добавления: 2015-08-31