РЕФЕРАТ
ПЗ - с, 5 рисунків, 8 джерел.
Об'єкт дослідження – робот на базі мікроконтролера ATMega8.
Мета роботи – Розробити робота на базі мікроконтролера ATMega8.
AVR - найбільша виробнича лінія серед інших флеш-мікроконтролерів корпорації Atmel. Прогрес даної технології спостерігався в зниженні питомої енер гії споживання (мА / МГц), розширення діапазону живлячих напруг (до 1.8 В) для продовження ресурсу батарейних систем, збільшення швидкодії до 16 млн. операцій в секунду, вбудовуванням емуляції в реальному масштабі часу, реалізації функції самопрограмування, вдосконалення і розширення кількості периферійних модулів, вбудовуванні спеціалізованих пристроїв (радіочастотний передавач, USB-контролер, драйвер ЖКИ, програмувальна логіка, контролер DVD, пристрої захисту даних) та інше.
В даному випадку мікроконтролер сімейства AVR використовується у якості центрального процесору робота.
Даний робот містить більше 70 радіодеталей, в тому числі три мікроконтролери. У пристрої використовується відносно новий мікроконтролер 2001 року випуску.
З економічної точки зору, виготовлення даного роботу дуже економне, оскільки вся модель виходить приблизно 100 гривень, в той час як магазиний аналог коштує 1000 гривень.
AVR, ПРОГРАМА, ATMega8, Win AVR, ФОТОДАТЧИК, ФАЙЛ ПРОШИВКИ, ПРОГРАМАТОР
ЗМІСТ
|
Завдання на проект..................................................................................................... |
|
|
Реферат........................................................................................................................ |
|
|
Перелік умовних позначень, символів, одиниць, скорочень і термінів .............. |
|
|
Вступ........................................................................................................................... |
|
|
1 Аналіз функціональної схеми мікроконтролера……….………………………. |
|
|
2 Призначення виводів мікроконтролера…………….…………………………… |
|
|
3 Розробка технічного завдання на пристрій…………...………………………… |
|
|
4 Розробка функціональної схеми пристрою……………………...……………… |
|
|
5 Розробка принципової схеми пристрою з вибором додаткових елементів…… |
|
|
6 Розробка алгоритму роботи пристрою з описом алгоритму……...…………… |
|
|
7 Висновки………………………………………………………………………….. |
|
|
8 Перелік посилань…………………..……………………………………………... |
|
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛІВ, ОДИНИЦЬ, СКОРОЧЕНЬ І ТЕРМІНІВ
|
Скорочення |
Слово (словосполучення) |
|
МК ОС ПЗ ПК Рис. С. табл. АЦП ШД БЖ |
- мікроконтролер - операційна система - пояснювальна записка - персональний комп'ютер - рисунок - сторінка - таблиця - аналогово-цифровий перетворювач - шаговий двигун - блок живлення |
ВСТУП
AVR - найбільша виробнича лінія серед інших флеш-мікроконтролерів корпорації Atmel. Прогрес даної технології спостерігався в зниженні питомої енер гії споживання (мА / МГц), розширення діапазону живлячих напруг (до 1.8 В) для продовження ресурсу батарейних систем, збільшення швидкодії до 16 млн. операцій в секунду, вбудовуванням емуляції в реальному масштабі часу, реалізації функції самопрограмування, вдосконалення і розширення кількості периферійних модулів, вбудовуванні спеціалізованих пристроїв (радіочастотний передавач, USB-контролер, драйвер ЖКИ, програмувальна логіка, контролер DVD, пристрої захисту даних) та ін
Успіх AVR-мікроконтролерів пояснюється можливістю простого виконання проекту з досягненням необхідного результату в найкоротші терміни, чому сприяє доступність великої кількості інструментальних засобів проектування, що поставляються, як безпосередньо корпорацією Atmel, так і сторонніми виробниками. Провідні сторонні виробники випускають повний спектр компіляторів, програматорів, Асемблер, відладчиком, роз'ємів і адаптерів. Відмінною рисою інструментальних засобів від Atmel є їх невисока вартість.
Іншою особливістю AVR-мікроконтролерів, яка сприяла їх популяризації, це використання RISC-архітектури, що характеризуються потужним набором інструкцій, більшість яких виконуються за один машинний цикл. Це означає, що при рівній частоті тактового генератора вони забезпечують продуктивність в 12 (6) разів більше продуктивності попередніх мікроконтролерів на основі CISC-архітектури (наприклад, MCS51). З іншого боку, в рамках однієї програми з заданим швидкодією, AVR-мікроконтроллер може тактіроваться в 12 (6) разів меншою тактовою частотою, забезпечуючи рівну швидкодію, але при цьому споживаючи набагато меншу потужність. Таким чином, AVR-мікроконтролери представляють більш широкі можливості щодо оптимізації продуктивності / енергоспоживання, що особливо важливо при розробці додатків з батарейним харчуванням. Мікроконтролери забезпечує продуктивність до 16 млн. оп. за секунду і підтримують флеш-пам'ять програм різної ємності: 1 ... 256 кбайт. AVR-архітектура оптимізована під мову високого рівня С, а більшість представників сімейства megaAVR містять 8-канальний 10-розрядний АЦП, а також сумісний з IEEE 1149.1 інтерфейс JTAG або debugWIRE для вбудованого налагодження.
1 Аналіз функціональної схеми мікроконтролера
У даному проекті використовується мікроконтролер ATMega8. Його функціональна схема зображена на рисунку 1.1.
Рисунок 1.1 – Функціональна схема мікроконтролера ATMega8
Мікроконтролер ATMega8 складається з таких основних блоків:
- 8-розрядний арифметично - логічний пристрій (АЛП);
- внутрішня флеш-пам'ять програм обсягом 8 Кбайт з можливістю внутрішньосистемного програмування через послідовний інтерфейс;
- 32 регістра загального призначення;
- внутрішню EEPROM пам'ять даних об'ємом 512 байт;
- внутрішнє ОЗУ даних об'ємом 1 Кбайт;
- 6 паралельних 8-розрядних портів;
- 4 програмованих таймера-лічильника;
- 10-розрядний 8-канальний АЦП і аналоговий компаратор;
- послідовні інтерфейси UART0, UART0, TWI і SPI;
- блоки переривання і управління (включаючи сторожовий таймер);
- вбудована периферія ;
- два 8-розрядних таймера/лічильника з окремим попереднім дільником, один з режимом порівняння;
- один 16-розрядний таймер / лічильник з окремим попередніми дільником і режимами захоплення і порівняння;
- лічильник реального часу з окремим генератором;
- три канали PWM;
- 8-канальний аналого-цифровий перетворювач (в корпусах TQFP і MLF);
- 6 каналів з 10-розрядної точністю;
- 2 канали з 8-розрядної точністю;
- 6-канальний аналого-цифровий перетворювач (в корпусі PDIP) ;
- 4 канали з 10-розрядної точністю;
- 2 канали з 8-розрядної точністю;
- байт-орієнтований 2-проводний послідовний інтерфейс;
- програмований послідовний USART;
- послідовний інтерфейс SPI (ведучий / ведений);
- програмований сторожовий таймер з окремим вбудованим генератором;
- вбудований аналоговий компаратор.
2 Призначення виводів мікроконтролера
Мікроконтролер ATMega8 має 28 виводів у корпусі PDIP, які зображені на рисунку 2.1.
Рисунок 2.1 – Призначення виводів мікроконтролера ATMega8 у корпусі PDIP
Мікроконтролер ATMega8 має 32 виводи у корпусі TQFP, які зображені на рисунку 2.2.
Рисунок 2.2 – Призначення виводів мікроконтролера ATMega8 у корпусі TQFP
VCC, GND напруга живлення та заземлення відповідно.
Порт B (PB7.. PB0) 8-розрядний двонаправлений порт з вбудованими навантажувальними резисторами. Вихідні буфери забезпечують струм 20 мА. При використанні виводів порту у якості входів та встановленні зовнішнього сигналу в низький стан, струм буде витікати тільки при увімкненних навантажувальних резисторах. Порт В використовується також при реалізації спеціальних функцій.
Порт C (PC5.. PC0) 8-розрядний вихідний порт. Вихідні буфери забезпечують струм 20 мА. Порт C за наявності зовнішньої пам’яті даних використовується для організації шини адреси.
#RESET Вхід скидання. Для виконання скидання необхідно утримувати низький рівень на вході більш ніж 50 нс.
Port D (PD7..PD0) 8-розрядний двонаправлений порт з вбудованими навантажувальними резисторами. Вихідні буфери забезпечують струм 20 мА. При використанні портів у якості входів та встановленні зовнішнього сигналу в низький стан, струм буде витікати тільки при підключених вбудованих навантажувальних резисторах. Порт D використовується також при реалізації спеціальних функцій.
XTAL1, XTAL2 Вхід та вихід інвертую чого підсилювача генератора тактової частоти.
TOSC1, TOSC2 Вхід та вихід інвертую чого підсилювача генератора
таймера/лічильника.
AVCC напруга живлення аналого-цифрового перетворювача. Вивід підєднується до VCC через низькочастотний фільтр.
AREF вхід опорної напруги для аналого-цифрового перетворювача. На цей вивід подається напруга у діапазоні між AGND и AVCC.
AGND цей вивід має бути підєднаний до окремого аналогового заземлення, якщо воно є на платі. В іншому випадку вивід підєднується до загалбного заземлення.