Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1 Разработка и описание схемы электрической структурной

2 Разработка и описание схемы электрической функциональной

3 Описание элементной базы

4 Описание схемы электрической принципиальной

5 Временные диаграммы работы устройства

Заключение

Список использованной литературы

Приложение А

Приложение В

Введение

Компания ATMEL Corp. -- один из мировых лидеров в производстве широкого спектра микросхем энергонезависимой памяти, FLASH-микроконтроллеров и микросхем программируемой логики, взяла старт по разработке RISC-микроконтроллеров в середине 90-х годов, используя все свои технические решения, накопленные к этому времени.

Концепция новых скоростных микроконтроллеров была разработана группой разработчиков исследовательского центра ATMEL в Норвегии, инициалы которых затем сформировали марку AVR. Первые микроконтроллеры AVR AT90S1200 появились в середине 1997 г. и быстро снискали расположение потребителей.

AVR-архитектура, на основе которой построены микроконтроллеры семейства AT90S, объединяет мощный гарвардский RISC-процессор с раздельным доступом к памяти программ и данных, 32 регистра общего назначения, каждый из которых может работать как регистр- аккумулятор, и развитую систему команд фиксированной 16-бит длины. Большинство команд выполняются за один машинный такт с одновременным исполнением текущей и выборкой следующей команды, что обеспечивает производительность до 1 MIPS на каждый МГц тактовой частоты.

32 регистра общего назначения образуют регистровый файл быстрого доступа, где каждый регистр напрямую связан с АЛУ. За один такт из регистрового файла выбираются два операнда, выполняется операция, и результат возвращается в регистровый файл. АЛУ поддерживает арифметические и логические операции с регистрами, между регистром и константой или непосредственно с регистром.

Регистровый файл также доступен как часть памяти данных. 6 из 32-х регистров могут использоваться как три 16-разрядных регистра-указателя для косвенной адресации. Старшие микроконтроллеры семейства AVR имеют в составе АЛУ аппаратный умножитель.

Базовый набор команд AVR содержит 120 инструкций. Инструкции битовых операций включают инструкции установки, очистки и тестирования битов.

Все микроконтроллеры AVR имеют встроенную FLASH ROM с возможностью внутрисхемного программирования через последовательный 4-проводной интерфейс.

Периферия МК AVR включает: таймеры-счётчики, широтно-импульсные модуляторы, поддержку внешних прерываний, аналоговые компараторы, 10-разрядный 8-канальный АЦП, параллельные порты (от 3 до 48 линий ввода и вывода), интерфейсы UART и SPI, сторожеой таймер и устройство сброса по включению питания. Все эти качества превращают AVR-микроконтроллеры в мощный инструмент для построения современных, высокопроизводительных и экономичных контроллеров различного назначения.

В рамках единой базовой архитектуры AVR-микроконтроллеры подразделяются на три подсемейства:

Classic AVR -- основная линия микроконтроллеров с производительностью отдельных модификаций до 16 MIPS, FLASH ROM программ 2-8 Кбайт, ЕEPROM данных 64-512 байт, SRAM 128-512 байт; mega AVR с производительностью 1-16 MIPS для сложных приложений, требующих большого обьёма памяти, FLASH ROM программ 4-128 Кбайт, ЕEPROM данных 64-512 байт, SRAM 2-4 Кбайт, SRAM 4 Кбайт, встроенный 10-разрядный 8-канальный АЦП, аппаратный умножитель 8x8;

tiny AVR -- низкостоимостные микроконтроллеры в 8-выводном исполнении имеют встроенную схему контроля напряжения питания, что позволяет обойтись без внешних супервизорных микросхем.

AVR-микроконтроллеры поддерживают спящий режим и режим микропотребления. В спящем режиме останавливается центральное процессорное ядро, в то время как регистры, таймеры-счётчики, сторожевой таймер и система прерываний продолжают функционировать. В режиме микропотребления сохраняется содержимое всех регистров, останавливается тактовый генератор, запрещаются все функции микроконтроллера, пока не поступит сигнал внешнего прерывания или аппаратного сброса. Средства отладки. ATMEL предлагает программную среду AVR-studio для отладки программ в режиме симуляции на программном отладчике, а также для работы непосредственно с внутрисхемным эмулятором. AVR-studio доступен с WEB-страницы ATMEL, содержит ассемблер и предназначен для работы с эмуляторами ICEPRO и MegaICE. Ряд компаний предлагают свои версии Си-компиляторов, ассемблеров, линковщиков и загрузчиков для работы с микроконтроллерами семейства AVR. Как и продукция MICROCHIP, микроконтроллеры ATMEL широко применяются в России и, как следствие, программируются многими отечественными программаторами. Ряд российских фирм предлагает также различные аппаратные средства отладки AVR-микроконтроллеров.

Результатом выполнения данного курсового проекта должен стать тестер для проверки пультов дистанционного управления RC-5 (в дальнейшем тестер), для чего будет разработана структурная схема тестера и создано пояснение особенностей ее построения. Будет также разработана функциональная схема тестера, на которой будет уделено внимание некоторым узлам, и, наконец, построена схема электрическая принципиальная тестера с обоснованием выбора элементов.

Также будет дано описание работы схемы и приведена программа, необходимая для работы микроконтроллера.

В графической части будут представлены чертежи схемы электрической принципиальной и схемы структурной в соответствии со стандартами ЕСКД.

1 Разработка и описание схемы структурной

Согласно техническому заданию на тестер для проверки пультов дистанционного управления RC-5 структурная схема модуля будет составлена из следующих частей и блоков.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1 - Схема структурная тестера

Прибор, схема которого приведена на рисунке построен на микроконтроллере AT90S2313 фирмы Atmel. Коды программы, которую следует занести в память микроконтроллера, приведены в приложении А, а в приложении Б дан исходный текст программы.

ИК приемник принимает и демодулирует входной сигнал, после чего передает обработанный сигнал на вывод микроконтроллера.

Светодиодный индикатор подключен к порту микроконтроллера. Адрес и код команды, принятой тестером, индикатор отображает четырьмя шестнадцатиричными цифрами. Две старшие -- адрес устройства, которому послана команда, две младшие -- ее код.

2 Разработка и описание схемы функциональной

Функциональная схема тестера для проверки пультов дистанционного управления RC-5 составляется на основе схемы структурной, описанной в разделе 1. Функциональная схема приведена на рисунке 2.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2. Тестер. Схема функциональная

Тестер для проверки пультов дистанционного управления RC-5, построен на микроконтроллере AT90S2313 фирмы Atmel [2]. Выходы портов микроконтроллера выдерживают втекающий ток до 20 мА, что позволяет напрямую подключать к ним светодиодные индикаторы. Сигнал, принятый и демодулированный ИК приемником В1, поступает на выв. 3 (PD1) микроконтроллера DD1, сконфигурированный как вход с внутренним "подтягивающим" резистором. Блокировочный конденсатор С1 должен быть расположен как можно ближе к выводам питания ИК приемника.

Светодиодный индикатор HG1 подключен к порту В (выводам 12--19) микроконтроллера DD1 согласно рекомендациям, приведенным в [3]. Резисторы R4--R11 ограничивают ток. Динамическая индикация организована путем поочередной установки уровня лог. 0 на выводах 7--9, 11 (PD3--PD6) микроконтроллера DD1, к которым подключены базовые цепи транзисторов VT1--VT4, коммутирующих аноды светодиодов индикатора.

3 Описание элементной базы

а) Микроконтроллер AT90S2313

В качестве программируемого микроконтроллера выбираем микросхему AT90S2313 фирмы Atmel, так как она обладает низкой стоимостью и довольно проста в эксплуатации.

8- ми разрядный AVR® микроконтроллер с 2 Кбайт Flash памятью с поддержкой внутрисистемного программирования

Отличительные особенности:

AVR® - высокая производительность и RISC архитектура с низким энергопотреблением

118 мощных инструкций - большинство из них выполняются за один такт

2 Кбайт Flash- памяти с поддержкой внутрисистемного программирования

SPI- последовательный

интерфейс для загрузки программного кода Ресурс: 1000 циклов записи/ стирания

128 байта EEPROM:

Ресурс: 100 000 циклов запись/ стирание

Рабочие регистры общего назначения 32 х 8

15 программируемых линий I/O

Питание VCC: от 2.7 В до 6.0 В

Полностью статический режим работы:

От 0 до 10 МГц, при питании от 4.0 В до 6.0 В

От 0 до 4 МГц, при питании от 2.7 В до 6.0 В

Производительность, вплоть до 10 MIPS при 10 МГц

Один 8-ми разрядный таймер/ счетчик с отдельным предварительным делителем частоты

Один 16-ти разрядный таймер/ счетчик с отдельным предварительным делителем частоты с режимами сравнения и захвата

Блок- схема:

Полнодуплексный UART

Выбираемые 8, 9, или 10-ти разрядные режимы широтно- импульсной модуляции (ШИМ)

Внешние и внутренние источники прерывания

Программируемый следящий таймер с встроенным тактовым генератором

Встроенный аналоговый компаратор

Экономичные режимы ожидания и пониженного энергопотребления

Программируемая блокировка для безопасности программного обеспечения 20 выводов

Расположение выводов:

Описание:

AT90S2313 является 8-ми разрядным CMOS микроконтроллером с низким энергопотреблением, основанным на усовершенствованной AVR RISC архитектуре. Благодаря выполнению высокопроизводительных инструкций за один период тактового сигнала, AT90S2313 достигает производительности, приближающейся к уровню 1 MIPS на МГц, обеспечивая разработчику возможность оптимизировать уровень энергопотребления в соответствии с необходимой вычислительной производительностью.

Ядро AVR содержит мощный набор инструкций и 32 рабочих регистра общего назначения. Все 32 регистра напрямую подключены к арифметико-логическому устройству (АЛУ), что обеспечивает доступ к двум независимым регистрам при выполнении одной инструкции за один такт. В результате, данная архитектура имеет более высокую эффективность кода, при повышении пропускной способности, вплоть до 10 раз, по сравнению со стандартными микроконтроллерами CISC.

AT90S2313 имеет: 2 Кбайт Flash - памяти с поддержкой внутрисистемного программирования, 128 байт EEPROM, 15 линий I/O общего назначения, 32 рабочих регистра общего назначения, универсальные таймеры/ счетчики с режимами сравнения, внутренние и внешние прерывания, программируемый UART последовательного типа, программируемый следящий таймер с встроенным тактовым генератором и программируемый последовательный порт SPI для загрузки программ в Flash память, а также, два программно выбираемых режима экономии энергопотребления. Режим ожидания «Idle Mode» останавливает CPU, но позволяет функционировать SRAM, таймеру/ счетчикам, SPI порту и системе прерываний. Режим экономии энергопотребления «Power Down» сохраняет значения регистров, но останавливает тактовый генератор, отключая все остальные функции микроконтроллера, вплоть до следующего внешнего прерывания, или до аппаратной инициализации.

Устройство производится с применением технологи энергонезависимой памяти с высокой плотностью размещения, разработанной в корпорации Atmel. Встроенная Flash - память с поддержкой внутрисистемного программирования обеспечивает возможность перепрограммирования программного кода в составе системы, посредством SPI последовательного интерфейса, или с помощью стандартного программатора энергонезависимой памяти. Благодаря совмещению усовершенствованного 8-ми разрядного RISC CPU с Flash- памятью с поддержкой внутрисистемного программирования на одном кристалле получился высокопроизводительный микроконтроллер AT90S2313, обеспечивающий гибкое и экономически- высокоэффективное решение для многих приложений встраиваемых систем управления.

AVR AT90S2313 поддерживается полным набором программ и пакетов для разработки, включая: компиляторы С, макроассемблеры, отладчики/ симуляторы программ, внутрисхемные эмуляторы и наборы для макетирования.

Система команд 8-разрядных RISC микроконтроллеров семейства AVR.