- •Содержание
- •1.Задание на выполнение курсовой работы
- •2.Разработка структурной схемы
- •4. Разработка принципиальной схемы мк
- •4.1.Выбор элементной базы
- •4.1.1.Выбор мк
- •4.1.5.Выбор устройства связи (rs-485).
- •4.1.5.Выбор устройства связи (uart).
- •4.1.6.Выбор устройства согласования.
- •5. Разработка алгоритмов работы.
- •5.1Алгоритм работы ацп.
- •5.2Алгоритм работы uart и spi
- •5.3Алгоритм работы с клавиатурой
- •Список литературы
4. Разработка принципиальной схемы мк
Данная схема представлена в приложении 3
4.1.Выбор элементной базы
4.1.1.Выбор мк
По заданому варианту микроконтроллер имеет серию 8515-8JC, последние буквы означают корпус PDIP.
Описание:
ATmega8515 - экономичные 8-разрядный микроконтроллер, основанный на усиленной AVR RISC архитектуре. ATmega8515 обеспечивает производительность 1 млн. оп. в сек на 1 МГц синхронизации за счет выполнения большинства инструкций за один машинный цикл и позволяет оптимизировать потребление энергии за счет изменения частоты синхронизации. AVR ядро объединяет богатый набор инструкций с 32 рабочими регистрами общего на-значения. Все 32 регистра непосредственно подключены к АЛУ (арифметико-логическое уст-ройство), что позволяет указывать два регистра в одной инструкции и выполнить ее за один цикл. Данная архитектура обладает большей эффективностью кода и в 10 раз большей произво-дительностью по сравнения с CISC микроконтроллерами. ATmega8515 обладает следующими возможностями: 8 кбайт внутрисхемного программы-руемой флэш-памяти с возможностью чтения во время записи, 512 байт ЭППЗУ, 512 байт ста-тического ОЗУ, внешний интерфейс памяти, 35 линий ввода-вывода, 32 рабочих регистров об-щего назначения, два универсальных таймера-счетчика с режимами компаратора, внутренние и внешние запросы на прерывание, последовательный программируемые УСАПП, программы-руемый сторожевой таймер с внутренним генератором, последовательный порт SPI и три про-граммно настраиваемых режима управления энергопотребления. Режим холостого хода (Idle) останавливает ЦПУ, но оставляет в работе статическое ОЗУ, таймеры-счетчики, порт SPI и сис-тему прерываний. Режим пониженному потребления (Power-down) сохраняет содержимое реги- стров, но останавливает генератор, выключает все Встроенные функции в появления следую-щего запроса на прерывание или аппаратного сброса. В дежурно режиме (Standby) генератор на кварцевом резонаторе запущен, а Остальная часть отключена. Данный режим позволяет реа-лизовать быстрый запуск в комбинации с малым потреблением.
Расположение выводов микроконтроллера ATmega851
1.4.2. РАЗРАБОТКА БЛОКА ПАМЯТИ (ОЗУ и ПЗУ)Исходный данные: Количество ячеек внешнего ОЗУ NОЗУ - 2К × 8 Входные токи: при логическому 0, IIL - 1,6 мА при логической 1, IIH - 0,1 мА Входная емкость логических схем погрузки, СI - 5 пФ Монтажные емкости всех цепей (См = 20 пФ). Согласно задания количество ячеек ОЗУ составляет NОЗУ. Разрядность ОЗУ nОЗУ должна соответствовать разрядности обработки данных ЦБ. Информационная емкость СОЗУ определяется по формуле Исходный данные: Количество ячеек внешнего ОЗУ NОЗУ - 2К × 8 Входные токи: при логическому 0, IIL - 1,6 мА при логической 1, IIH - 0,1 мА Входная емкость логических схем погрузки, СI - 5 пФ Монтажные емкости всех цепей (См = 20 пФ). Согласно задания количество ячеек ОЗУ составляет NОЗУ. Разрядность ОЗУ nОЗУ должна соответствовать разрядности обработки данных ЦБ. Информационная емкость СОЗУ определяется по формуле:
ВкачествемикросхемыОЗУвыберемК537РУ10. Микросхему ОЗУ выберем К537РУ10, потому что она идеально подходит и не создает убыточности для данного случая. Для этой микросхемы памяти емкость2К,аразрядностьслова8бит: .
Рис.6 Условно графическое обозначение ОЗУ К537РУ10 Наименование выводов: A0 ÷ A10 - адресные входы. W / R - запись / считывание. CS1 - chip select, чип выбора. CEO - выход разрешения. D0 ÷ D7 - шина данных ввода / вывода.
CS |
OE |
WR |
A0. .10 |
D0. .7 |
Режим |
M |
X |
X |
Адрес |
Дані |
Зберігання |
L |
X |
L |
Запись | ||
L |
L |
H |
Зчитування | ||
L |
H |
H |
Заборона виходу |
ОЗУ представляет собой статический асинхронный оперативно запоминающееустройство. Режимы работы ОЗУ: CS OE WR A0. .10 D0. .7 Режим M X X Адрес Данные Хранение L X L Запись L L H Считывание L H H Запрет выхода Технологические и электрические характеристики К537РУ10:
Технология – КМОП Организация - 2К × 8 Время выборки, ns - не более 220 Напряжение питания, V - 5 Ток, мА в режиме обращения - 30 в режиме хранения - 1-2 Входное напряжение, V при логическом 0 - min 0 - max 0,4 при логической 1 - min 0,9 Ucc - max 0,5 Выходное напряжение, V при логическом 0 - min 0 - max 0,4 при логической 1 - min 2,4 - max 0,4 Выход - 3 с. Диапазон рабочих температур, º С - 10 - +70 Исходные данные для микросхемы КР556РТ20 1К 8: Количество ячеек внешнего ПЗУ NОЗУ - 1К × 8 Входные токи: при логическому 0, IIL - 0,25 мА при логической 1, IIH - 0,04 мА Входная емкость логических схем погрузки, СI - 5 пФ Монтажные емкости всех цепная (См = 20 пФ). Согласно задания количество ячеек ПЗУ составляет NОЗУ. Разрядность ПЗУ nОЗУ должна соответствовать разрядности обработки данных ЦБ. Информационная емкость СОЗУ определяется по формуле: В качестве микросхемы ПЗУ выберем КР556РТ20, потому что она идеально подходит и не создает убыточности для данного случая. Для данной микросхемы памяти емкость 1К, а разрядность слова 8 бит: где IIАL, IIAH - входные токи логического 0 и логической 1 по цепям адрес выбранной БИС ПЗУ. CIА - входная емкость по входу адрес БИС ПЗУ. Рис.7 Условно графическое обозначение ПЗУ КР556РТ20 Наименование выводов: A0 ÷ A9 - адресные входы. D0 ÷ D7 - шина данных ввода / вывода. CECS, CECS1 - выбор микросхемы Технологические и электрические характеристики КР556РТ20: Технология - ТТЛШ Организация - 1К × 8 Время выборки, ns - не более 65 Напряжение питания, V - 5 Ток, мА - 180 мА Входное напряжение, V при логическом 0 - min 2,4 - max 0,5 при логической 1 - min 2,4 - max 0,5 Выходное напряжение, V при логическом 0 - min 2,4 - max 0,5 при логической 1 - min 2,4 - max 0,5 Выход - 3 с. Потребляемая мощность, mW - 875 Диапазон рабочих температур, º С - 10 - +70 Исходные данные для микросхемы КР556РТ18 2К 8: Количество ячеек внешнего ПЗУ NОЗУ - 4К × 8 Входные токи: при логическому 0, IIL - 0,25 мА при логической 1, IIH - 0,04 мА Входная емкость логических схем погрузки, СI - 5 пФ Монтажные емкости всех цепей (См = 20 пФ).
4.1.3.Выбор жидко-кристаллического индикатора.
Жидко-кристаллические (ЖК)-модули являются одними из основных средств вывода информации для современных цифровых систем. Представляют собой недорогое и удобное решение, позволяющее сэкономить время и ресурсы при разработке новых изделий. Обеспечивают отображение большого объема информации при хорошей различимости и низком энергопотреблении, благодаря чему широко используются в измерительных приборах, медицинском оборудовании, промышленном оборудовании, информационных системах, аппаратуре с автономным питанием.
Алфавитно-цифровой ЖК-модуль BC2004A фирмы Bolymin 20 символов, 4 строки
Назначение выводов | ||
№ вывода |
Название |
Функция |
1 |
Vss |
Общий (GND) |
2 |
Vdd |
Напряжение питания |
3 |
Vo |
Контрастность |
4 |
RS |
Команды/Данные |
5 |
R/W |
Чтение/запись |
6 |
E |
Выбор модуля |
7 |
DB0 |
Линия данных 0 |
8 |
DB1 |
Линия данных 1<> |
9 |
DB2 |
Линия данных 2<> |
10 |
DB3 |
Линия данных 3<> |
11 |
DB4 |
Линия данных 4<> |
12 |
DB5 |
Линия данных 5<> |
13 |
DB6 |
Линия данных 6<> |
14 |
DB7 |
Линия данных 7<> |
15 |
A |
Напряжение питания подсветки (+)<> |
16 |
K |
Напряжение питания подсветки (-)<> |
Механические характеристики | ||
Размер модуля |
98.0 x 60.0 |
мм |
Размер экрана |
77.0 x 25.2 |
мм |
Размер символа |
2.95 x 4.75 |
Мм |
Размер точки |
0.55 x 0.55 |
мм |
Шаг точек |
0.6 x 0.6 |
мм |
Электрические параметры (Vdd=+5V, Ta=25C) | ||||||
Параметр |
Обозначения |
Условие теста |
Значение |
Единицы измерения |
Параметр |
Обозначения |
Напряжение питания |
Vdd |
- |
5 |
V |
Напряжение питания |
Vdd |
Ток потребления |
Idd |
Vdd=5V |
1,6 |
mA |
Ток потребления |
Idd |
Напряжение питания стекла |
Vdd-Vo |
25oC |
4,5 |
V |
Напряжение питания стекла |
Vdd-Vo |
Напряжение питания подсветки |
Vf |
25oC |
4,2 |
V |
Напряжение питания подсветки |
Vf |
Ток потребления подсветки (светодиодная) |
If |
25oC |
280 |
mA |
Ток потребления подсветки (светодиодная) |
If |
Ток потребления подсветки (электролюминисцентная) |
If |
Vf=110Vac/400Hz |
5.0 |
mA |
Ток потребления подсветки (электролюминисцентная) |
If |