- •Кузнецов в.Н., Лисютченков с.Н. Цифровые и микропроцессорные устройства
- •Часть 3
- •220301– Автоматизация технологических процессов и производств
- •Содержание
- •Предисловие
- •Лабораторная работа №1 «Освоение среды разработки vmlab 3.12»
- •1.2 Теоретическое введение
- •1.2.1 Общие сведения
- •1.2.2 Среда разработки vmlab
- •1.2.3 Описание пользовательского интерфейса
- •1.2.4 Команды меню
- •Save All − сохранить все файлы Save As − сохранить файл текущего окна под новым именем
- •1.2.5 Доступные окна
- •1.2.6 Аппаратные компоненты
- •1.2.7 Формат программы на ассемблере
- •1.3 Порядок выполнения лабораторной работы
- •1.3.1 Создание нового проекта
- •1.3.2 Редактирование файла ассемблера
- •1.3.3 Ассемблирование и выполнение программы
- •1.4 Задание на лабораторную работу
- •1.5 Контрольные вопросы
- •1.6 Содержание отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа №2 «Изучение микроконтроллера aTmega128 и основы программирования»
- •2.2.1 Общие сведения о микроконтроллере aTmega128
- •Регистры ввода/вывода (рвв)
- •Организация памяти
- •Внешние прерывания
- •2.2.9 Директивы транслятора ассемблера
- •2.2.10 Выражения
- •2.2.11 Операнды
- •2.2.12 Функции
- •2.2.13 Операции
- •2.3 Порядок выполнения лабораторной работы
- •2.4 Задание на лабораторную работу
- •Задание для индивидуальной работы
- •2.5 Контрольные вопросы
- •2.6 Содержание отчета по лабораторной работе
- •3.2.2 Адресация в микроконтроллере
- •3.2.3 Команды пересылки данных
- •Mov Rd,Rr(пересылка между рон) – копирует содержимое регистра Rrв регистр Rd. Регистр-источник Rrне изменяется.
- •3.2.4 Команды передачи управления
- •3.3 Порядок выполнения лабораторной работы
- •3.4 Задание на лабораторную работу
- •3.5 Контрольные вопросы
- •3.6 Содержание отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа №4 «Выполнение арифметических операций»
- •4.2 Теоретическое введение
- •4.3 Порядок выполнения лабораторной работы
- •4.4 Задание на лабораторную работу
- •4.5 Контрольные вопросы
- •4.6 Содержание отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа №5 «Изучение логических операций»
- •5.2 Теоретическое введение
- •Управление энергопотреблением и режимы сна.
- •5.3 Порядок выполнения лабораторной работы
- •5.4 Задания на лабораторную работу
- •5.5 Контрольные вопросы
- •5.6 Содержание отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа №6 «Изучение портов ввода/вывода и их программирование»
- •6.2 Теоретическое введение
- •6.2.1 Общие сведения
- •6.2.2 Порты в качестве универсального цифрового ввода-вывода
- •6.2.3 Настройка выводов
- •6.2.4 Неподключенные выводы
- •6.2.5 Альтернативные функции порта
- •6.2.5.1 Альтернативные функции порта a
- •6.2.5.2 Альтернативные функции порта в
- •6.2.5.3 Альтернативные функции порта c
- •6.2.5.4 Альтернативные функции порта d.
- •6.2.5.5 Альтернативные функции порта e
- •6.2.5.6 Альтернативные функции порта f
- •6.2.5.1 Альтернативные функции порта g
- •6.2.6 Описание регистров портов ввода-вывода
- •6.2.7 Обращение к портам ввода/вывода
- •6.3 Порядок выполнения лабораторной работы на симуляторе
- •6.4 Задание на лабораторную работу
- •Задания для индивидуальной работы
- •Контрольные вопросы
- •6.6 Содержание отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа №7.
- •7.2.1 Общие сведения о Память
- •7.2.2 Статическое озу памяти данных
- •7.2.3 Организация памяти
- •7.2.4 Запоминающее устройство sram
- •7.2.5 Временная диаграмма доступа к памяти
- •7.3 Память данных на эсппзу
- •7.3.1 Чтение и запись эсппзу
- •7.3.2 Адресные регистры эсппзу
- •Порядок выполнения
- •7.4 Память ввода-вывода
- •Порядок выполнения
- •Порядок выполнения
- •7.5 Задание на лабораторную работу
- •Задание для индивидуальной работы
- •7.6 Контрольные вопросы
- •7.7 Содержание отчета по лабораторной работе
- •Генерация тактовых импульсов
- •Инициализация усапп
- •8.2.2 Передача данных - Передатчик усапп
- •8.2.3 Прием данных - Приемник усапп
- •Асинхронный прием данных
- •8.2.4 Многопроцессорный режим связи
- •8.2.5 Описание регистров усапп
- •8.2.6 Последовательный периферийный интерфейс - spi
- •8.2.7 Функционирование вывода ss
- •8.2.8 Связь двух мк
- •8.3 Задание на лабораторную работу
- •Задание для индивидуальной работы
- •8.6 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №9 «Изучение принципа работы таймеров/счетчиков микроконтроллера»
- •9.2 Теоретическое введение
- •9.2.1 Общие сведения о таймерах/счетчиках
- •9.2.2 Назначение выводов таймеров/счетчиков
- •9.2.5 Выбор источника тактового сигнала
- •9.2.6 Режим таймера
- •9.2.7 Функция захвата (Capture)
- •9.2.8 Функция сравнения (Compare)
- •9.2.9 Режим шим
- •9.2.10 Сторожевой таймер
- •9.2.11 Общие сведения о работе клавиатуры
- •9.2.12 Ввод кода нажатой клавиши
- •9.2.13 Сканирование и идентификация
- •Листинг проектного файла №9
- •На эмуляторе
- •9.4 Задание на лабораторную работу
- •Задания для индивидуальной работы
- •9.5 Контрольные вопросы
- •10.2.2 Функционирование модуля ацп
- •10.2.3 Принцип действия
- •10.2.4 Каналы дифференциального усиления
- •10.2.5 Изменение канала или выбор опорного источника
- •10.2.6 Входные каналы ацп
- •10.2.7 Источник опорного напряжения ацп
- •10.2.8 Повышение точности преобразования
- •10.2.9 Методы компенсации смещения
- •10.2.10 Описание получения результата преобразования
- •10.2.5 Параметры ацп
- •10.2 Порядок выполнения работы на симуляторе
- •На эмуляторе
- •10.3 Задание на лабораторную работу
- •Задания для индивидуальной работы
- •10.4 Контрольные вопросы
- •Приложение
- •Список литературы
9.2.5 Выбор источника тактового сигнала
Выбор источника тактового сигнала, а также запуск и остановка таймера/счетчика осуществляются с помощью разрядов CS02...CS00 (CS22...CS20) регистра управления таймером TCCR1B(TCCR3B). Соответствие между состоянием этих разрядов и режимом работы таймера/счетчика приведено в таблице 9.10
Таблица 9.10 Выбор источника тактового сигнала для таймеров/счетчиков Т1/Т3
CSn2 |
CSn1 |
CSn0 |
Описание |
0 |
0 |
0 |
Таймер/счетчик остановлен |
0 |
0 |
1 |
CK |
0 |
1 |
0 |
CK/8 |
0 |
1 |
1 |
CK/64 |
1 |
0 |
0 |
CK/256 |
1 |
0 |
1 |
CK/1024 |
1 |
1 |
0 |
Спадающий фронт на выводе Tn |
1 |
1 |
1 |
Нарастающий фронт на выводе Tn |
9.2.6 Режим таймера
Принцип работы таймера/счетчика Т1(T3) в этом режиме такой же, как и таймера/счетчика Т0(T2). По каждому импульсу, поступающему на тактовый вход таймера/счетчика, производится инкремент содержимого счетного регистра TCNT1. При переходе таймера/счетчика из состояния $FFFF в состояние $0000 устанавливается флаг TOV1 регистра TIFR и генерируется запрос на прерывание. Разрешение прерывания осуществляется установкой в “1” разряда TOIE1 регистра TIMSK (разумеется, флаг общего разрешения прерываний I регистра SREG также должен быть установлен в “1”). Однако, как уже было сказано, в этом режиме таймера/счетчика Т1 доступны и дополнительные функции.
9.2.7 Функция захвата (Capture)
Данная функция заключается в сохранении в определенный момент времени состояния таймера счетчика в регистре захвата ICR1. Это действие может производиться либо по активному фронту сигнала на выводе ICP микроконтроллера, либо по сигналу от аналогового компаратора. При этом устанавливается флаг ICF1 регистра TIFR и генерируется запрос на прерывание. Разрешение прерывания осуществляется установкой в “1” разряда TICIE1 регистра TIMSK.
Упрощенная структурная схема узла, выполняющего данную функцию, приведена на рисунке 9.5.
Рис. 9.5 Структурная схема узла захвата
Для управления схемой захвата используются два разряда регистра TCCR1B: ICNC1 и ICES1. Разряд ICNC1 управляет схемой подавления помех. Если этот разряд сброшен в “0”, схема подавления помех выключена и захват производится по первому же активному фронту на выводе ICP микроконтроллера. Если же этот разряд установлен в “1”, то при появлении активного фронта на выводе ICP производится 4 выборки с частотой, равной тактовой частоте микроконтроллера. Захват будет выполнен только в том случае, если все выборки имеют уровень, соответствующий активному фронту сигнала (лог. “1” для нарастающего и лог. “0” для спадающего).
Активный фронт сигнала, т.е. фронт, по которому будет выполнено сохранение содержимого счетного регистра в регистре захвата, определяется состоянием разряда ICES1. Если этот разряд сброшен в “0”, то активным является спадающий фронт. Если же этот разряд установлен в “1”, то активным является нарастающий фронт. Разумеется, вывод ICP должен быть сконфигурирован как входной, т.е. разряд регистра управления портом DDRx, соответствующий данному выводу, должен быть сброшен в “0”.
Физически регистр захвата ICR1 размещен в двух регистрах ICR1H:1CR1L, расположенных по адресам $27:$26 (адреса в адресном пространстве ОЗУ соответственно $47:$46) и доступных только для чтения. Поскольку регистр захвата является 16-разрядным, при его чтении, как уже было сказано, используется специальный временный регистр TEMP. При чтении регистра ICR1L (младший байт) содержимое этого регистра пересылается в ЦПУ, а содержимое регистра ICR1H (старший байт) сохраняется в регистре TEMP. При чтении регистра ICR1H возвращается значение, сохраненное в регистре TEMP. Следовательно, при чтении регистра ICR1 первым должен быть прочитан регистр ICR1L. Прерывания на время обращения к регистру ICR1 должны быть запрещены.