Практически все современные системные платы (еще начиная с PCI-плат для процессоров 486) имеют встроенные адаптеры двух СОМ-портов. Один из портов может использоваться и для беспроводной инфракрасной связи с периферийными устройствами (IrDA). Существуют карты ISA с парой СОМ-портов, где они чаще всего соседствуют с LPT-портом, а также с контроллерами дисковых интерфейсов (FDC+IDE). Если возникает потребность в большом количестве последовательных интерфейсов, то в ПК можно установить специальные адаптеры-мультиплексоры. Это весьма дорогие карты, они выпускаются обычно на 4,8,12 и даже 16 портов. Такое большое число разъемов на заднюю стенку ПК вывести проблематично, и у мультиплексоров обычно имеется внешний блок с разъемами (и электроникой), соединяемый с адаптером кабелем с многоконтактными разъемами. BIOS мультиплексоры не поддерживает.

«Классический» СОМ-порт позволял осуществлять обмен данными только программно-управляемым способом, при этом для пересылки каждого байта процессору приходится выполнять несколько инструкций. Современные порты имеют FIFO-буферы данных и позволяют выполнять обмен по каналу DMA, существенно разгружая центральный процессор, что особенно важно на больших скоростях обмена.

1.3.1 Интерфейс RS-232C

Интерфейс RS-232C предназначен для подключения аппаратуры, передающей или принимающей данные (ООД - оконечное оборудование данных, или АПД - аппаратура передачи данных; DTE - Data Terminal Equipment), к оконечной аппаратуре каналов данных (АКД; DCE - Data Communication Equipment). В роли АПД может выступать компьютер, принтер, плоттер и другое периферийное оборудование. В роли АКД обычно выступает модем. Конечной целью подключения является соединение двух устройств АПД. Интерфейс позволяет исключить канал удаленной связи вместе с парой устройств АКД, соединив устройства непосредственно с помощью нуль-модемного кабеля (рисунок 11).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 11 - Соединение по RS-232C нуль-модемным кабелем

Стандарт описывает управляющие сигналы интерфейса, пересылку данных, электрический интерфейс и типы разъемов. В стандарте предусмотрены асинхронный и синхронный режимы обмена, но СОМ-порты поддерживают только асинхронный режим. Функционально RS-232C эквивалентен стандарту МККТТ V.24/V.28 и стыку С2, но они имеют различные названия сигналов. Стандарт RS-232C описывает несимметричные передатчики и приемники - сигнал передается относительно общего провода - схемной земли (симметричные дифференциальные сигналы используются в других интерфейсах - например, RS-422). Интерфейс не обеспечивает гальванической развязки устройств. Логической единице соответствует напряжение на входе приемника в диапазоне от -12 до -3 В. Для линий управляющих сигналов это состояние называется ON («включено»), для линий последовательных данных - MARK. Логическому нулю соответствует диапазон от +3 до +12 В. Для линий управляющих сигналов состояние называется OFF («выключено»), а для линий последовательных данных - SPACE. Диапазон от -3 до +3 В - зона нечувствительности, обусловливающая гистерезис приемника: состояние линии будет считаться измененным только после пересечения порога (рисунок 12).

Рисунок 12 - Прием сигналов RS-232C

Уровни сигналов на выходах передатчиков должны быть в диапазонах от -12 до -5В и от +5 до +12В для представления единицы и нуля соответственно. Разность потенциалов между схемными землями (SG) соединяемых устройств должна быть менее 2В, при более высокой разности потенциалов возможно неверное восприятие сигналов.

Интерфейс предполагает наличие защитного заземления для соединяемых устройств, если они оба питаются от сети переменного тока и имеют сетевые фильтры.

Стандарт RS-232C регламентирует типы применяемых разъемов. На аппаратуре АПД (в том числе на СОМ-портах) принято устанавливать вилки ПВ-25Р или более компактный вариант - DB-9P. Девятиштырьковые разъемы не имеют контактов для дополнительных сигналов, необходимых для синхронного режима (в большинстве 25-штырьковых разъемах эти контакты не используются). На аппаратуре АКД (модемах) устанавливают розетки DB-25S или DB-9. Это правило предполагает, что разъемы АКД могут подключаться к разъемам АПД непосредственно или через переходные «прямые» кабели с розеткой и вилкой, у которых контакты соединены «один в один». Переходные кабели могут являться и переходниками с 9 на 25-штырьковые разъемы (рисунок 13).

Рисунок 13 - Кабели подключения модемов

Если аппаратура АПД соединяется без модемов, то разъемы устройств (вилки) соединяются между собой нуль-модемным кабелем (Zero-modem, или Z-modem), имеющим на обоих концах розетки, контакты которых соединяются перекрестно по одной из схем, приведенных на рисунке 14.



а б

Рисунок 14 - Нуль-модемный кабель: а - минимальный, б - полный

Если на каком-либо устройстве АПД установлена розетка - это почти 100 % того, что к другому устройству оно должно подключаться прямым кабелем, аналогичным кабелю подключения модема. Розетка устанавливается обычно на тех устройствах, у которых удаленное подключение через модем не предусмотрено.

В таблице 5 приведено назначение контактов разъемов СОМ-портов (и любой другой аппаратуры передачи данных АПД). Контакты разъема DB-25S определены стандартом EIA/TIA-232-E, разъем DB-9S описан стандартом EIA/TIA-574. У модемов (АКД) название цепей и контактов такое же, но роли сигналов (вход-выход) меняются на противоположные.

Таблица 5 - Разъемы и сигналы интерфейса RS-232C

Обозначение цепи	Контакт разъема	№ провода кабеля выносного разъема PC	Направление
СОМ- порт	RS- 232	V.24	DB- 25Р	DB- 9Р	11	22	З3	Л4	I/O
PG	АА	101	1	5	(10)	(10)	(10)	1	-
SG	АВ	102	7	5	5	9	1	13	-
TD	ВА	103	2	3	3	5	3	3	О
RD	ВВ	104	3	2	2	3	4	5	I
RTS	СА	105.	4	7	7	4	8	7	О
CTS	СВ	106	5	8	8	6	7	9	I
DSR	СС	107	6	6	6	2	9	11	I
DTR	CD	108/2	20	4	4	7	2	14	О
DCD	CF	109	8	1	1	1	5	15	I
RI	СЕ	125	22	9	9	8	6	18	I

Примечание: ¹ - ленточный кабель 8-битных мультикарт; ² - ленточный кабель 16-битных мультикарт и портов на системных платах; ³ - вариант ленточного кабеля портов на системных платах; ^4- широкий ленточный кабель к 25-контактному разъему.

Подмножество сигналов RS-232C, относящихся к асинхронному режиму, рассмотрим с точки зрения СОМ-порта PC. Нормальную последовательность управляющих сигналов для случая подключения модема к СОМ-порту иллюстрирует рисунок 15.

Рисунок 15 - Последовательность управляющих сигналов интерфейса

Для удобства будем пользоваться мнемоникой названий, принятой в описаниях СОМ-портов и большинства устройств (она отличается от безликих обозначений RS-232 и V.24). Активному состоянию сигнала («включено») и логической единице передаваемых данных соответствует отрицательный потенциал (ниже -3 В) сигнала интерфейса, а состоянию «выключено» и логическому нулю - положительный (выше +3 В). Назначение сигналов интерфейса приведено в таблице 6.

Таблица 6 - Назначение сигналов интерфейса RS-232C

Сигнал	Назначение
PG	-	Protected Ground - защитная земля, соединяется с корпусом устройства и экраном кабеля
SG	-	Signal Ground - сигнальная (схемная) земля, относительно которой действуют уровни сигналов
TD	-	Transmit Data - последовательные данные - выход передатчика
RD	-	Receive Data - последовательные данные - вход приемника
RTS	-	Request To Send - выход запроса передачи данных: состояние «включено» уведомляет модем о наличии у терминала данных для передачи. В полудуплексном режиме используется для управления направлением - состояние «включено» служит сигналом модему на переключение в режим передачи
CIS	-	Clear To Send - вход разрешения терминалу передавать данные. Состояние «выключено» запрещает передачу данных. Сигнал используется для аппаратного управления потоками данных
DSR	-	Data Set Ready - вход сигнала готовности от аппаратуры передачи данных (модем в рабочем режиме подключен к каналу и закончил действия по согласованию с аппаратурой на противоположном конце канала)
DTR	-	Data Terminal Ready - выход сигнала готовности терминала к обмену данными. Состояние «включено» поддерживает коммутируемый канал в состоянии соединения
DCD	-	Data Carrier Detected - вход сигнала обнаружения несущей удаленного модема
RI	-	Ring Indicator - вход индикатора вызова (звонка). В коммутируемом канале этим сигналом модем сигнализирует о принятии вызова

Работа ЭВМ с внешними устройствами по интерфейсу RS-232 осуществляется по следующему алгоритму. Рассмотрим его на примере модема:

1. Установкой DTR компьютер указывает на потребность использования модема.

2. Установкой DSR модем сигнализирует о своей готовности и установлении соединения.

3. Сигналом RTS компьютер запрашивает разрешение на передачу и заявляет о своей готовности принимать данные от модема.

4. Сигналом CTS модем уведомляет о своей готовности к приему данных от компьютера и передаче их в линию.

5. Снятием CTS модем сигнализирует о невозможности дальнейшего приема (например, буфер заполнен) - компьютер должен приостановить передачу данных.

6. Сигналом CTS модем разрешает компьютеру продолжить передачу (в буфере появилось место).

7. Снятие RTS может означать как заполнение буфера компьютера (модем должен приостановить передачу данных в компьютер), так и отсутствие данных для передачи в модем. Обычно в этом случае модем прекращает пересылку данных в компьютер.

8. Модем подтверждает снятие RTS сбросом CTS.

9. Компьютер повторно устанавливает RTS для возобновления передачи.

10. Модем подтверждает готовность к этим действиям.

11. Компьютер указывает на завершение обмена.

12. Модем отвечает подтверждением.

13. Компьютер снимает DTR, что обычно является сигналом на разрыв соединения («повесить трубку»).

14. Модем сбросом DSR сигнализирует о разрыве соединения.

Из рассмотрения этой последовательности становятся понятными соединения DTR-DSR и RTS-CTS в нуль-модемных кабелях.

1.3.2 Асинхронный режим передачи

Асинхронный режим передачи является байт-ориентированным (символьно-ориентированным): минимальная пересылаемая единица информации - один байт (один символ). Передача каждого байта начинается со старт-бита, сигнализирующего приемнику о начале посылки, за которым следуют биты данных и, возможно, бит паритета (четности). Завершает посылку стоп-бит, гарантирующий паузу между посылками. Старт-бит следующего байта посылается в любой момент после стоп-бита, то есть между передачами возможны паузы произвольной длительности. Старт-бит, имеющий всегда строго определенное значение (логический 0), обеспечивает простой механизм синхронизации приемника по сигналу от передатчика. Подразумевается, что приемник и передатчик работают на одной скорости обмена. Внутренний генератор синхронизации приемника использует счетчик-делитель опорной частоты, обнуляемый в момент приема начала старт-бита. Этот счетчик генерирует внутренние стробы, по которым приемник фиксирует последующие принимаемые биты. В идеале стробы располагаются в середине битовых интервалов, что позволяет принимать данные и при незначительном рассогласовании скоростей приемника и передатчика. Очевидно, что при передаче 8 бит данных, одного контрольного и одного стоп-бита предельно допустимое рассогласование скоростей, при котором данные будут распознаны верно, не может превышать 5%. С учетом фазовых искажений и дискретности работы внутреннего счетчика синхронизации реально допустимо меньшее отклонение частот. Чем меньше коэффициент деления опорной частоты внутреннего генератора (чем выше частота передачи), тем больше погрешность привязки стробов к середине битового интервала, и требования к согласованности частот становятся более строгие. Чем выше частота передачи, тем больше влияние искажений фронтов на фазу принимаемого сигнала. Взаимодействие этих факторов приводит к повышению требований к согласованности частот приемника и передатчика с ростом частоты обмена. Формат посылки байта иллюстрирует рисунок 16.

Рисунок 16 - Формат асинхронной передачи RS-232C

Формат асинхронной посылки позволяет выявлять возможные ошибки передачи:

1. Если принят перепад, сигнализирующий о начале посылки, а по стробу старт-бита зафиксирован уровень логической единицы, старт-бит считается ложным и приемник снова переходит в состояние ожидания. Об этой ошибке приемник может не сообщать.

2. Если во время, отведенное под стоп-бит, обнаружен уровень логического нуля, фиксируется ошибка стоп-бита.

3. Если применяется контроль четности, то после посылки бит данных передается контрольный бит. Этот бит дополняет количество единичных бит данных до четного или нечетного в зависимости от принятого соглашения. Прием байта с неверным значением контрольного бита приводит к фиксации ошибки.

4. Контроль формата позволяет обнаруживать обрыв линии: как правило, при обрыве приемник «видит» логический нуль, который сначала трактуется как старт-бит и нулевые биты данных, но потом срабатывает контроль стоп-бита.

Для асинхронного режима принят ряд стандартных скоростей обмена: 50,75,110, 150, 300,600,1200,2400,4800,9600,19200,38400, 57600 и 115200 бит/с. Иногда вместо единицы измерения «бит/с» используют «бод» (baud), но при рассмотрении двоичных передаваемых сигналов это некорректно. В бодах принято измерять частоту изменения состояния линии, а при недвоичном способе кодирования в канале связи скорости передачи бит (бит/с) и изменения сигнала (бод) могут отличаться в несколько раз.

Количество бит данных может составлять 5, 6, 7 или 8 (5- и 6-битные форматы распространены незначительно). Количество стоп-бит может быть 1, 1,5 или 2 («полтора бита» означает только длительность стопового интервала).

• 2. Разработка и изготовление комплекса усилениея и оцифровки сигнала на основе микроконтроллера
• 2.1 Разработка программного обеспечения микроконтроллера AT90S8535
• 2.1.1 Программный комплексWinAVR
• Данная программа была выбрана в связи с тем, что она имеет хорошее описание возможностей, максимально адаптирована для работы с микроконтроллерами фирмы ATMEL, средой отладки AVR Studio и свободно распространяется фирмой ATMEL в Интернете (сайт http://www.atmel.com), т.е. не требует платной регистрации.

WinAVR представляет собой набор инструментальных средств для работы с микроконтроллерами семейства AVR фирмы ATMEL. В него входят следующие компоненты:

- Programmers Notepad - редактор программиста и интегрированная среда разработки (IDE);

- компилятор языка C avr-gcc и библиотека компилятора avr-libs,

- ассемблер для микроконтроллеров AVR avr-as,

- интерфейс программатора avrdude (программа для загрузки и выгрузки кода микроконтроллеров),

- JTAG ICE avarice программа для интерфейсов Atmel (используется вместе с GDB),

- дебагер (отладчик) с интерфейсом командной строки avr-gdb.

Весь этот набор собран в один инсталляционный пакет и предназначен для установки на платформу Windows.

На основе компилятора WinAVR версии 20070122 нами разработано программное обеспечение микроконтроллера (рисунок 17).



Рисунок 17 - Рабочая область Programmers Notepad

2.1.2 Интегрированная отладочная среда AVR Studio фирмы Atmel

AVR Studio 4 - новая профессиональная интегрированная среда разработки (Integrated Development Environment - IDE), предназначенная для написания и отладки прикладных программ для AVR микропроцессоров в среде Windows 9x/NT/2000. AVR Studio ver.4 содержит ассемблер и симулятор. Также IDE поддерживает такие средства разработки для AVR как: ICE50, ICE40, JTAGICE,

ICE200, STK500/501/502 и AVRISP. На рисунке 18 представлена рабочая область интегрированной отладочной среды AVR Studio фирмы Atmel.

AVR Studio поддерживает COFF как формат выходных данных для символьной отладки. Другие программные средства третьих фирм также могут быть сконфигурированы для работы с AVR Studio.

Список доступных окон AVR Studio:

- окно Watch window показывает значения определенных символов (в этом



Рисунок 18 - Рабочая область AVR Studio ver.4

окне пользователь может просматривать значения и адреса переменных);

- окно Trace window показывает хронологию программы, выполняемой в настоящее время;

- окно Register window показывает содержимое регистров (регистры можно изменять во время остановки программы);

- окна Memory windows показывают содержимое памяти программ, данных, портов ввода/вывода и энергонезависимого ПЗУ (память можно просматривать в HEX, двоичном или десятичном форматах; содержимое памяти можно изменять во время остановки программы);

- окно I/O window показывает содержимое различных регистров ввода/вывода: EEPROM, I/O порты, таймеры;

- окно Message window показывает сообщения от AVR Studio;

- в окне Processor window отображается важная информация о ресурсах микроконтроллера, включая программный счетчик, указатель стека, регистр статуса и счетчик цикла (эти параметры могут модифицироваться во время остановки программы).

Интегрированная отладочная среда применялась нами в разработке и отладке программного обеспечения для микроконтроллера AT90S8535.

2.1.3 Программная оболочка программатора PonyProg

PonyProg (доступна на сайте http://www.lancos.com) идет со структурой русифицированного графического интерфейса, дружественной к пользователю, и доступна для операционных систем Windows 95, 98, NT, ME, 2000, XP. Данное программное обеспечение было выбрано в связи с простотой его использования, высокой надежностью и относительной простотой изготовления аппаратной части программатора. Также поддерживает большое количество программируемых устройств и их автоматическую идентификацию, позволяет устанавливать биты блокировки, чтобы предотвратить изменение или считывание памяти микроконтроллера. Рабочее окно программной оболочки PonyProg изображено на рисунке 19.

Рисунок 19 - Внешний вид программной оболочка программатора PonyProg

2.2 Аппаратная часть программатора PonyProg

Любая программа, написанная для микроконтроллера, должна быть “зашита” в микроконтроллер с помощью программатора. Данная схема была выбрана в связи с тем, что она относительно просто устроена и поддерживается программой Pony Prog.

Программатор подключали к компьютеру посредством параллельного порта. В схеме программатора использовали микросхему 74HC244, которая может быть заменена на аналоги - такие как 74LS244 либо 74ALS244, К1564АП5, К555АП5, К1533АП5 может использоваться любой другой неинвертирующий шинный формирователь с тремя состояниями (в этом случае может потребоваться соответствующее изменение схемы).

Схема была реализована на печатной плате с использованием микросхемы 74HC244 и элементной базы рекомендованной разработчиком. На рисунке 20 изображена принципиальная схема программатора.

Рисунок 20 - Принципиальная схема программатора Pony Prog

2.3 Разработка печатной платы комплекса усиления и оцифровки сигнала

Разработанный комплекс усиления и оцифровки сигнала базируется на микроконтроллере AT90S8535, который выступает в качестве аналого-цифрового преобразователя и универсального асинхронного приемо-передатчика UART. Программа прошивки микроконтроллера с описаниями приведена в приложении А.

При работе программы устанавливается скорость, равная 2400 бит/сек, поддерживаемая последовательным интерфейсом ЭВМ RS-232. На вход АЦП микроконтроллера поступает аналоговый сигнал, который оцифровывается встроенным 10-и битным АЦП и старший бит из регистра ADCH помещается в переменную q2, а младший из регистра ADCL - в переменную q1. Результат суммируется со смещением влево на 8 бит и записывается в переменную q3. Далее значение преобразования передается в функцию usmer переменной F, которая считывает 3000 значений из АЦП, суммирует их и делит на 3000, тем самым вычисляя среднее. Далее в главной функции среднее значение присваивается переменной temp и далее производится вычисление напряжения по формуле:

U=(temp*Uaref)/1024,

где Uaref - напряжение на 32 контакте микроконтроллера относительно земли.

Полученная величина умножается на 1000 для получения конкретного значения напряжения, затем полученное значение передается в ЭВМ за 2 этапа, т.к. интерфейс RS-232 позволяет передавать только 8 бит, а число 10-и битное. Число разбивается на старший и младший бит и передается поочередно, начиная со старшего.

2.4 Аппаратное обеспечение комплекса

Печатная плата состоит из микроконтроллера AT90S8535, который был выбран в связи с тем, имеет необходимый набор периферийных устройств, относительно прост в программировании. Также аппаратная часть комплекса состоит из 4-х танталовых конденсаторов C5, С6, С7, С8 (емкостью 10мF и напряжением 16 вольт), необходимых для поддержания соответствующего напряжения на микросхеме MAX232(танталовые конденсаторы выбраны из-за их малого тока утечки). Конденсаторы С3, С4 емкостью 22рF необходимы для нормальной работы кварцевого резонатора. Конденсаторы С1 и С2 устанавливают положительный потенциал на контактах микроконтроллера AVcc и RESET соответственно. Резисторы R1 и R2 (100 Om) устанавливают напряжение на питания АЦП микроконтроллера и верхнего порога измеряемого напряжения ниже общего напряжения питания, что предотвращает некорректную работу АЦП. Резистор R3 сопротивлением 10кОм поддерживает положительный потенциал на 9-м пине микроконтроллера и предотвращает самопроизвольный сброс микроконтроллера. Резистор R4 при нажатии ключа К1 подает отрицательный потенциал на Reset микроконтроллера, что приводит к сбросу микроконтроллера.

Усиление сигнала производится посредствам операционного усилителя OP07DP и резисторов R5 и R6 удельным сопротивлением 1МОм. Даная схема применяется для преобразования тока в напряжение, в которой потенциал входа поддерживается строго равным потенциалу земли. Инвертирующий вход имеет квазинуль потенциала. Фотодиод может создавать потенциал, равный всего нескольким десятым долям вольта, но данная схема позволяет преобразовать ток в напряжение. Принципиальная схема изображена на рисунке 21.

Микросхема MAX232 необходима для увеличения амплитуды сигнала, так как микроконтроллер имеет амплитуду сигнала на выходе от -5 до +5 вольт, а у СОМ порта от -15 до -3 вольт - логический «0», а от +3 до +15 - логическая «1». Напряжение от -3 до +3 попадает в “мертвую” зону, в которой интерфейс имеет неопределенность предаваемой информации.

Рисунок 21 - Принципиальная схема усилителя сигнала

Кварцевый резонатор Y1 задает тактовую частоту микроконтроллера и составляет 7,3728 МГц, хотя могут быть применены любые резонаторы в диапазоне от 1 до 8 МГц, но для этого необходимо внести соответствующие изменения в программу. Принципиальная схема установки изображена в приложении Б.

Интерфейс RS-232 был выбран в связи с относительной простотой программирования в среде Windows, достаточной скоростью передачи и приема информации от периферийных устройств, а также возможностью применения провода длиной до 20 метров. Передаваемый сигнал может регистрироваться любой программой, предназначенной для приема данных через интерфейс RS-232. Данные передаются в два этапа: сначала передается старшие биты, потом младшие.

Питание схемы может осуществляться любым стабилизированным блоком питания. Для лучшей стабилизации внутри предусмотрена схема основанная на микросхеме КР142ЕН5А и двух танталовых конденсаторов емкостью 16мкФ и напряжением 5В. Микросхема КР142ЕН5А может быть заменена на любую другую аналогичную при условии совпадения соответствующих выводов микросхемы. Танталовые конденсаторы могут быть заменены на любые другие, но емкостью не меньше 10 мкФ и напряжением не менее 5В.

Заключение

Основные результаты дипломной работы состоят в следующем:

1. Проанализированы все известные принципиальные схемы устройств программирования микроконтроллеров и была выбрана самая лучшая с точки зрения надежности и возможностей. Собран программатор микроконтроллеров AVR по найденной схеме на основе микросхемы 74LS244, работающий по параллельному порту.

2. Разработано программное обеспечение для микроконтроллера AT90S8535, позволяющее полученный аналоговый сигнал преобразовывать в цифровую форму. Полученный сигнал считывается из регистра АЦП 3000 раз и высчитывается среднее, затем полученный результат преобразуется в числовое значение действующего напряжения и передается по последовательному интерфейсу RS-232.

3. Разработана печатная плата комплекса, базирующаяся на микроконтроллере AT90S8535, микросхеме MAX232 и операционном усилителе OP07DP. Данное оборудование может быть использовано в лабораторных работах как устройство усиления, оцифровки и передачи сигнала по последовательному интерфейсу RS-232 (Com-порту) в любое устройство поддерживающее соответствующий стандарт.

4. Произведен пробный запуск комплекса и осуществлено выведение полученного оцифрованного сигнала на экран монитора персонального компьютера Pentium III-533МГц.

Список использованных источников

1. Гук М. Аппаратные интерфейсы ПК. Энциклопедия. - СПб.: Питер, 2002. - 528 с.

2. Несвижский В. Программирование аппаратных средств в Windows - СПб.: БХВ-Петербург, 2004.- 880с.

3. Смит Дж. Сопряжение компьютеров с внешними устройствами. Уроки реализации. / пер.с англ.- М.: Мир 2000.-266с.

4. Новиков Ю.В., Калашников О.А., Гуляев С.Э. Разработка устройств сопряжения для персонального компьютера типа IBM PC. Практ. пособие - М.: Эком, 2000. - 244с.

5. Евстифеев А.В. Микроконтроллеры AVR семейства Classic фирмы Atmel - М.: Издательский дом «Додэка-XXI», 2006. - 288с.

6. Гребнев В.В. Микроконтроллеры семейства AVR фирмы ATMEL - М.:ИП РадиоСофт, 2002. - 176с.

7. Мортон Д. Микроконтроллеры AVR. Вводный курс /пер.с англ. - М.: Издательский дом «Додэка-XXI», 2004. - 272с.

8. Баранов В.Н. Применение микроконтроллеров AVR. Схемы, алгоритмы, программы - М.: Издательский дом «Додэка-XXI», 2004. - 288с.

9. Трамперт В. Измерение, управление и регулирование с помощью AVR микроконтроллеров / пер с нем.- К.: Мк-Пресс,2006. - 208с.

10. Голубцов М.С. Микроконтроллеры AVR: от простого к сложному - М.: СОЛОН-Пресс, 2003. - 288 с.

11. Шпак Ю.А. Программирование на языке С для AVR и PIC микроконтроллеров - К.: Мк-Пресс, 2006.- 400с.

Приложение А

Программное обеспечение микроконтроллера AVR ATMEL AT90S8535

#include <avr/io.h>

#include <util/delay.h>

#include <stdio.h>

#include <avr/interrupt.h>

//#include <avr/signal.h>

unsigned int q;

unsigned int Read_ADC (void)

{

unsigned int q1;//

unsigned int q2;//

unsigned int q3;//

ADCSR |= 0x40; // бит начала преобразования

while ((ADCSR & 0x40)==1){}; //

ADCSR |=0x10; // разрешения использования АЦП

//регистр ADIF -прерывание устанавливается аппаратно

//по окончанию цикла преобразования

q1= ADCL; // младший бит в q1

q2= ADCH; // старший бит в q2

q3= q1+(q2<<8); // суммирование со смещением

return q3;

}

unsigned int usmer(unsigned char q3)

{

unsigned int j, F; //

double value, temp; //

value = 0; //

temp = 0; //

F=0; //

for(j=1; j<3001; j++)

{

F = Read_ADC();

value= value+F;

F=0;

}

temp= (value/3000);

F= (unsigned int) temp;

return F;

}

void Init_uart(void)

{

UCR = 0x08; // 0000 1000 TXCIE запрещены прерывания по завершению //передачи

// TXEN разблокировка передатчика

UBRR = 0xBF; //скорость передачи 2400 бод UBR=191

}

void Init_ADC(void) //Инициализация АЦП

{

ADMUX = 3; //Выбор входа АЦП - PIN 3

ADCSR = 0xA6; // 1010 0110 - флаг разрешения использования АЦП

// разрешение прерывания по завершению преобразования

// коэффициент деления тактовой частоты = 64

}

void main (void)

{

unsigned int temp; //

unsigned char temp1, temp2;

float U;

Init_ADC(); //

Init_uart();

q=3; //номер канала АЦП

while(1) //

{

temp = usmer(q); //

U=(temp*4.85)/1024; // вычисляем напряжение

temp=(unsigned int)(1000*U); // переводим в мВ

temp1= (temp & 0x0F); // помещаем в переменную temp1 старший

//байт передаваемого числа

temp2= ((temp & 0xF0)>>8); // помещаем в переменную temp2 младший

//байт передаваемого числа

_delay_loop_2(1); // пауза 2mс

UDR = temp1; // передаем старший байт

while((UCR & 0x20) ==0){}; // ожидание установки бита успешной

// передачи

UDR = temp2; // передаем младший байт

while((UCR & 0x20) ==0){};

_delay_loop_2(2); //пауза 4 mс

}

}

оцифровка сигнал микроконтроллер

Приложение Б

Принципиальная схема комплекса усиления и оцифровки сигнала на основе микроконтроллера АТ90S8535

Размещено на Allbest.ru