2.Разработка структурной схемы

Структурная схема представлена в приложении 1

По заданию на вход МК поступают как аналоговые, так и дискретные сигналы. Дискретные сигналы поступают в блок ввода дискретных данных которые сразу поступают на микроконтроллер . Блок ввода аналоговых величин требует предварительной обработки, поэтому мы подаем принятый сигнал на аналогово-цифровой преобразователь встроенный в МК. К. Для хранения данных используются внешняя память ПЗУ – постоянное запоминающее устройство(EEPROM). Для управлениями устройствами служит дешифратор адреса . Данные, прошедшие обработку, будут выводиться через блоки выводов и на ЖКИ. Для наглядного отображения информации служит блок ЖКИ, который использует данные шины данных и управляется дешифратором адреса.

Вход/выход устройства

В соответствии с заданием на наше устройство поступают как дискретные так и аналоговые сигналы. Дискретные сигналы не требуют обработки поэтому мы можем сразу подавать их на ЦПУ используя только схему которая будет защищать порты ввода вывода от больших токов. На порты микроконтроллера могут поступать токи до 20 mA. На вход контроллера поступают 9 дискретных сигналов, поэтому нам будет необходимо использовать 9 защитных схем выходы которых будут поступать на входы порта С(С0..С7).

Выходы схемы есть также как и аналоговые так и дискретные. Дискретный выход подключен к порту D микроконтроллера. Аналоговый выход получается путем преобразования встроенного ЦАП.

МК

Описание:

• AVR RISC архитектура - архитектура высокой производительности и малого потребления

• 118 команд, большинство которых выполняется за один машинный цикл

• 8 Кбайт (ATMEGA8515) Flash ПЗУ программ, с возможностью внутрисистемного перепрограммирования и загрузки через SPI последовательный канал, 1000 циклов стирание/запись

• 256 байтов (AT90S/LS4434) и 512 байтов (AT90S/LS8535) ЭСППЗУ данных, , с возможностью внутрисистемного перепрограммирования и загрузки через SPI последовательный канал, 100000 циклов стирание/запись

• 32 программируемые линии ввода/вывода

• 512 байтов (ATMEGA8515)встроенного СОЗУ

• 16-разрядный и 32-разрядный формат команд

• Программируемый полный дуплексный UART

• Диапазон напряжений питания от 2,7 В до 6,0 В

• Полностью статический прибор - работает при тактовой частоте от 0 Гц до 8 МГц (

• Производительность до 8 MIPS при частоте 8 МГц

• Два 8-разрядных таймера/счетчика с отдельным прескалером и режимом сравнения

• 16-разрядный (с режимами сравнения и захвата) таймер/счетчик с отдельным прескалером

• Три ШИМ канала

• Внешние и внутренние источники сигналов прерывания

• Программируемый сторожевой таймер с собственным встроеннымгенератором

• Встроенный аналоговый компаратор

• Встроенные часы реального времени с собственным встроенным генератором и режимом счетчика

• Блокировка режима программирования

• Режимы энергосбережения: пассивный (idle), экономичный (power save) и стоповый (power down)

• Встроенная схема сброса по подаче питания

• Промышленный (-40°C...85°C) и коммерческий (0°C...70°C) диапазоны температур

40-выводной корпус PDIP и 44-выводные PLCC и TQFP.

СТРУКТУРНА СХЕМА

Структурна схема мікропроцесорої системи обробки даних на базі

мікроконтроллеру ATMEGA8515зображена на рисунку 2.1

Рисунок 2.1 - Структурная схема микропроцессорной системы обработки данных на базе микроконтроллеру К1816ВЕ51 NS-нормирователь уровней; Sensor-датчик GI_in-гальваническая развязка входных цифровых сигналов; GI_out-гальваническая развязка выходных цифровых сигналов; CPU-центральный процессор; RAM-Оперативное запоминающему устройство; LCD-жидко кристаллический индикатор; SD-системный дешифратор; SPI - согласование между устройствами KEY - Матричная клавиатура Порты микроконтроллера используются для вывода адреса и данных в различных функциональных блоков. Взаимодействие микроконтроллера с внешней памятью и периферийными устройствами осуществляется по шине адреса. Данные передаются и принимаются микроконтроллером по шине данных. Управляющие сигналы передаются по шине управления.   Адрес формируется на контактах портов РА 0 - 7 младших разрядов. Обмен данными осуществляет микроконтроллер через порт РА. Поэтому младшие разряды адреса на время обмена хранятся в регистре-защелке. Для взаимодействия микроконтролера с клавиатурой и индикацией существует отдельный контроллер клавиатуры и индикации.