- •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
Задания для индивидуальной работы
После выполнения задания вам предлагается работа повышенной сложности, включающие в себя знание дополнительного материала и развитого мышления. Задания представлены в таблице 9.21.
Таблица 9.21 Варианты индивидуальных заданий
№ вар. |
Задание |
1 |
Написать программу, формирующую ШИМ-сигнал со скважностью 10%, 30%, 70% от максимального (8-разрядный режим ШИМ). Значение скважности вводить с клавиатуры. Снять осциллограммы и сравнить измеренные значения с расчетными. |
2 |
Написать программу, формирующую ШИМ-сигнал со скважностью 10%, 30%, 70% от максимального (формирование сигнала организовать в цикле).Вывод сигнала должен осуществляться после поступления внешнего прерывания. Снять осциллограммы и сравнить измеренные значения с расчетными. |
3 |
Написать программу, формирующую импульсный сигнал таймером Т0 с периодом 50мс и возрастающей длительностью от 5 до 45мс. Таймер Т0 запускать после поступления внешнего прерывания. Снять осциллограммы и сравнить измеренные значения с расчетными. |
4 |
Написать программу, формирующую импульсный сигнал таймером Т1 с частотой 500кГц. Формирование сигнала организовать после поступления с клавиатуры кода $11. Снять осциллограммы и сравнить измеренные значения с расчетными. |
5 |
Написать программу, подсчитывающую время нажатой клавиши. |
9.5 Контрольные вопросы
1. Какие таймеры/счетчики есть у МК ATmega128? 2. Какие выводы МК используются для таймеров/счетчиков? 3. Устройство и принцип работы 8-разрядного таймера/счетчика T0? 4. Устройство и принцип работы 16-разрядного таймера/счетчика T1? 5. Перечислить основные режимы таймера/счетчика T1. Какое назна-чение имеют режимы таймера/счетчика T1? 6. Для чего нужна функция сравнения в таймере/счетчике T1? 7. Для чего нужна функция захвата в таймере/счетчике T1? 8. Какие регистры управления таймеров/счетчиков в МК ATmega128 вы знаете? 9. Режим широтно-импульсной модуляции таймера/счетчика ATmega128? 10. Режим работы сторожевого таймера и описание его регистра управления? 11. Поясните как происходит сканирование и идентификация клавиш 12. Что такое Сторожевой таймер ? 13. Какие сушествуют режимы таймера ? 14. Пояснике процедуру задания сигналам частоты и длительности 15. Поясните основную часть порграммы
9.6 Содержание отчета по лабораторной работе
Краткое теоретическое введение.
Алгоритм программы самостоятельного задания.
Листинг программы и файла проекта с комментариями.
Выводы по лабораторной работе.
Лабораторная работа №10 «Обработка аналоговых сигналов»
Цель работы: Ознакомиться с принципом работы аналого-цифрового преобразователя микроконтроллера ATmega128 и методом его программирования.
10.1 Теоретическая часть
10.1.1 Общие сведения
Микроконтроллер ATmega128 имеет в своем составе многоканальный 10-разрядный АЦП последовательного приближения. Число каналов равно 6. В качестве входов модуля АЦП используются выводы порта С.
Для питания модуля АЦП в микроконтроллере предусмотрены 2 вывода: AVсc (напряжение питания) и AGND (аналоговая «земля»). Напряжение на выводе AVсс не должно отличаться от напряжения питания микроконтроллера больше чем на ±0.3 В, а аналоговая «земля» соединена с цифровой в одной точке. Микроконтроллер также имеет вывод AREF для подключения к АЦП внешнего источника опорного напряжения. Напряжение, подаваемое на этот вывод, должно находиться в диапазоне 0... Vcc.
АЦП может работать в двух режимах:
• режим одиночного преобразования: в этом режиме запуск каждого преобразования инициируется пользователем;
• режим непрерывного преобразования: в этом режиме запуск преобразований выполняется непрерывно через определенные интервалы времени.