Разработка микропроцессорной системы - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Аппаратные принципы построения устройств микропроцессорной техники и приобретение практических навыков по разработке микропроцессорных систем. Техническая характеристика микропроцессора ATmega и анализ микросхемы памяти. Схема микропроцессорной системы.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
" Разработка микропроцессорной системы "
Целью данного курсового проекта является углубление знаний по аппаратным принципам построения устройств микропроцессорной техники и приобретение практических навыков по разработке микропроцессорных систем и их программного обеспечения.
Проектирование микропроцессорной системы заключается в обеспечении управления необходимыми шинами микропроцессорного устройства с учетом требуемой нагрузочной способности. Нагрузочная способность обеспечивается буферными регистрами и шинными формирователями, при этом необходимо различать статистическую и динамическую нагрузки.
микропроцессорный система микросхема
Исходные данные: спроектировать микропроцессорное устройство, содержащее: МП ATmega64.
Дополнительные требования: клавиатура, индикация - индикатора JE-AN16202.
1. С труктура микроконтроллера ATMega
На рис.1.1 изображен корпус и приведено назначениевыводов микроконтроллера. В скобках указана альтернативная функция вывода.
Микроконтроллер ATmega64 включает следующие функциональные блоки:
- 8-разрядное арифметическо-логическое устройство ( АЛУ );
- внутреннюю флэш-память программ объемом 64 Кбайт с возможностью внутрисистемного программирования через последовательный интерфейс;
- внутреннюю EEPROM память данных объемом 4 Кбайт;
- внутреннее ОЗУ данных объемом 4 Кбайт;
- 6 параллельных 8-разрядных портов;
- 4 программируемых таймера-счетчика;
- 10-разрядный 8-канальный АЦП и аналоговый компаратор;
- последовательные интерфейсы UART0, UART0, TWI и SPI;
- блоки прерывания и управления (включая сторожевой таймер).
Рис.1. Вид корпуса и обозначение выводов микроконтроллера ATmega64.
Port A (PA7..PA). 8-разрядный двунаправленный порт. К выводам порта могут быть подключены встроенные нагрузочные резисторы (отдельно к каждому разряду). Выходные буферы обеспечивают ток 20 мА и способность прямо управлять светодиодным индикатором. При использовании выводов порта в качестве входов и установке внешнего сигнала в низкое состояние, ток будет вытекать только при подключенных встроенных нагрузочных резисторах. Порт А при наличии внешней памяти данных используется для организации мультиплексируемой шины адреса/данных.
Port B (PB7..PB0). 8-разрядный двунаправленный порт со встроенными нагрузочными резисторами. Выходные буферы обеспечивают ток 20 мА. При использовании выводов порта в качестве входов и установке внешнего сигнала в низкое состояние, ток будет вытекать только при подключенных встроенных нагрузочных резисторах. Порт В используется также при реализации специальных функций.
Port C (PC7..PC0). Порт С является 8-разрядным выходным портом. Выходные буферы обеспечивают ток 20 мА. Порт C при наличии внешней памяти данных используется для организации шины адреса.
Port D (PD7..PD0). 8-разрядный двунаправленный порт со встроенными нагрузочными резисторами. Выходные буферы обеспечивают ток 20 мА. При использовании выводов порта в качестве входов и установке внешнего сигнала в низкое состояние, ток будет вытекать только при подключенных встроенных нагрузочных резисторах.
Port Е (PЕ7..PЕ0). 8-разрядный двунаправленный порт со встроенными нагрузочными резисторами. Выходные буферы обеспечивают ток 20 мА. При использовании выводов порта в качестве входов и установке внешнего сигнала в низкое состояние, вытекающий через них ток обеспечивается только при подключенных встроенных нагрузочных резисторах. Порт E используется также при реализации специальных функций.
Port F (PF7..PF0). 8-разрядный входной порт. Входы порта используются также как аналоговые входы аналого-цифрового преобразователя.
#RESET. Вход сброса. Для выполнения сброса необходимо удерживать низкий уровень на входе более 50 нс.
XTAL1, XTAL2. Вход и выход инвертирующего усилителя генератора тактовой частоты.
TOSC1, TOSC2. Вход и выход инвертирующего усилителя генератора таймера/счетчика.
#WR, #RD. Стробы записи и чтения внешней памяти данных.
ALE. Строб разрешения фиксации адреса внешней памяти. Строб ALE используется для фиксации младшего байта адреса с выводов AD0-AD7 в защелке адреса в течение первого цикла обращения. В течение второго цикла обращения выводы AD0-AD7 используются для передачи данных.
AVCC. Напряжение питания аналого-цифрового преобразователя. Вывод подсоединяется к VCC через низкочастотный фильтр.
AREF. Вход опорного напряжения для аналого-цифрового преобразователя. На этот вывод подается напряжение в диапазоне между AGND и AVCC. AGND. Это вывод должен быть подсоединен к отдельной аналоговой земле, если она есть на плате. В ином случае вывод подсоединяется к общей земле.
#PEN. Вывод разрешения программирования через последовательный интерфейс. При удержании сигнала на этом выводе на низком уровне после включения питания, прибор переходит в режим программирования по последовательному каналу.
VСС, GND. Напряжение питания и земля.
1.2 О рганизация памяти и портов ввода/вывода
Микроконтроллеры AVR имеют раздельные пространства адресов памяти программ и данных (гарвардская архитектура). Организация памяти МК ATMega64 показана на рис. 1.2.
Рис.2. Организация памяти микроконтроллера ATmega64
Высокие характеристики семейства AVR обеспечиваются следующими особенностями архитектуры:
* В качестве памяти программ используется внутренняя флэш-память. Она организована в виде массива 16-разрядных ячеек и может загружаться программатором, либо через порт SPI;
* 16-разрядные память программ и шина команд вместе с одноуровневым конвейером позволяют выполнить большинство инструкций за один такт синхрогенератора (50 нс при частоте FOSC=20 МГц);
* память данных имеет 8-разрядную организацию. Младшие 32 адреса пространства занимают регистры общего назначения, далее следуют 64 адреса регистров ввода-вывода, затем внутреннее ОЗУ данных объемом до 4096 ячеек. Возможно применение внешнего ОЗУ данных объемом до 60 Кбайт;
* внутренняя энергонезависимая память типа EEPROM объемом до 4 Кбайт представляет собой самостоятельную матрицу, обращение к которой осуществляется через специальные регистры ввода-вывода.
Как видно из рис. 1.2 и 1.3, 32 регистра общего назначения (РОН) включены в сквозное адресное пространство ОЗУ данных и занимают младшие адреса. Хотя физически регистры выделены из памяти данных, такая организация обеспечивает гибкость в работе. Регистры общего назначения прямо связаны с АЛУ. Каждый из регистров способен работать как аккумулятор. Большинство команд выполняются за один такт, при этом из регистров файла могут быть выбраны два операнда, выполнена операция и результат возвращен в регистровый файл. Старшие шесть регистров могут использоваться как три 16-разрядных регистра, и выполнять роль, например, указателей при косвенной адресации.
Рис.3. Регистры общего назначения микроконтроллера ATmega64
Следующие 64 адреса за регистрами общего назначения занимают регистры ввода-вывода (регистры управления/состояния и данныхПри использовании команд IN и OUT используются адреса ввода-вывода с $00 по $3F. Но к регистрам ввода-вывода можно обращаться и как к ячейкам внутреннего ОЗУ. При этом к непосредственному адресу ввода-вывода прибавляется $20. Адрес регистра как ячейки ОЗУ приводится далее в круглых скобках. Регистры ввода-вывода с $00 ($20) по $1F ($3F) имеют программно доступные биты. Обращение к ним осуществляется командами SBI и CBI, а проверка состояния - командами SBIS и SBIC. В таблице B1 приведен список регистров ввода-вывода.
Таблица 1. Некоторые регистры ввода-вывода микроконтроллера ATmega64
Регистр маски прерываний от таймеров/счетчиков
Регистр флагов прерываний от таймеров/счетчиков
Регистр управления микроконтроллером
Регистр управления и состояния микроконтроллера
Регистр управления таймером/счетчиком Т0
Счетный регистр таймера/счетчика Т0
Регистр совпадения таймера/счетчика Т0
Регистр состояния асинхронного режима
Регистр управления А таймера/счетчика Т1
Регистр управления и состояния аналогового
Регистр управления мультиплексором АЦП
Рис.4 - Блок-схема микроконтроллера Atmega64
Микросхема ОЗУ приведена на рис. 13.
2, 3, 4, 8, 9, 10, 13, 14, 15, 19, 20, 21 -- входы адресные А0...А11;
5 -- вход сигнала выбора микросхемы;
ИС имеет три источника питания, первым подключают и последним отключают источник питания Uп3 = -5В, так как он подается на подложку (кристалл), в противном случае может произойти тепловой пробой под воздействием двух других источников питания Uп1 и Uп2. Режим регенерации осуществляют по циклу считывания или считывания-модификации-записи при выполнении условия CS = 1, обеспечивающего блокировку информационных входов и выходов микросхемы и возможность работать ей «на себя». Выход микросхемы в это время находится в Z-состоянии. После включения питания нормальный режим функционирования устанавливается через восемь циклов.
Микросхема ПЗУ приведена на рис. 14.
U PR -вход напряжения программирования
Режимы работы микросхемы представлены в таблице 1.
2.1 Карта распределения адресного пространства памяти
Рис. 15. Карта распределения адресного пространства
Согласно приведенной карте адресного пространства 1 Кб ОЗУ расположен c адреса 9BFFh, а 4 Кб ПЗУ с адреса A000h.
Таблица. Микросхема ОЗУ, объёмом 1Кбайт, будет занимать ячейки памяти с 9BFFдо 9FFF, что соответствует адресу 1001 1ххх хххх хххх.
ПЗУ объёмом 4Кбайт занимает ячейки памяти с A000 до B000, что соответствует адресу 101x xххх хххх хххх.
Адресное пространство ОЗУ и ПЗУ удобно сделать на дешифраторе 3 в 8 К555ИД7.
Где на входы подаются сигналы PC5, PC6, PC7. Так как по ним можно точно определить какая именно микросхема будет задействована: вывод 11 - микросхема ОЗУ ; вывод 10 - микросхема ПЗУ.
Характеристики ? Режим отображения: STN / TN, прямой / обратный тип отображения ? Формат экрана: 16 символов * 2 строки ? Метод передачи: 1/16 Duty, 1/4 Bias ? Направление обзора: 6 O `clock/12 O'clock ? Заднее освещение: LED / EL блок
Таблица. Механические характеристики
Рис. VDD - VO : Напряжение питания LCD
Возвращает дисплей при переключении
DD RAM Отображение данных оперативной памяти CG RAM: Генератор символов RAM
ACG: CG RAM Адрес ADD: CG RAM Адрес: Соответствует адресу курсора AC: Используется счетчик адреса для DD и CG RAM адреса ?: никакого эффекта.
4. Расчет потребляемой устройством мощности
Для определения мощности, потребляемой устройством, необходимо просуммировать мощности, потребляемые каждым элементом в отдельности:
Максимальная мощность (клавиши нажаты), рассеиваемая на резисторах R 1- R 3, сопротивлением кОм :
Значит мощность, потребляемая устройством:
В качестве источника питающего напряжения можно применить любые маломощные трансформаторы на напряжения 220 / 3.3 V с использованием микросхемы-стабилизатора напряжения Б5-43, обеспечивающую максимальный ток на выходе до 1,99 А и позволяющей подключить нагрузку потребляющую до 150 Вт, что покрывает необходимые потребности.
Рассмотрение аппаратных принципов построения устройств микропроцессорной техники и их программного обеспечения. Структурная схема микропроцессора К1821ВМ85А. Карта распределения адресного пространства памяти. Расчет потребляемой устройством мощности. курсовая работа [2,4 M], добавлен 26.11.2012
Принципы построения систем микропроцессорной централизации, требования к ним и перспективы развития. Эксплуатационная характеристика станции Масловка. Расчет экономической эффективности варианта модернизации устройств электрической централизации. дипломная работа [3,0 M], добавлен 04.03.2011
Порядок и обоснование выбора микропроцессора, схема его подключения. Организация ввода-вывода и памяти микропроцессора. Разработка и апробация программного обеспечения на базе восьмиразрядного МП Z80. Методы повышения частоты работы микропроцессора. курсовая работа [735,7 K], добавлен 03.01.2010
Проект структурной схемы микропроцессорной системы управления. Блок-схема алгоритма работы МПС; создание программы, обеспечивающей его выполнение. Распределение области памяти под оперативное и постоянное запоминающие устройства. Оценка ёмкости ПЗУ и ОЗУ. курсовая работа [467,9 K], добавлен 21.05.2015
Изучение устройства связи с датчиком и исполнительными механизмами, разработка блока памяти объёмом 80 кб. Характеристика программ, обеспечивающих выполнение заданного алгоритма и алгоритма обмена. Оценка микропроцессорной системы по аппаратным затратам. практическая работа [154,1 K], добавлен 14.11.2011
Основные причины применения микропроцессорных централизаций на станциях. Преимущества применение микропроцессорной и компьютерной техники, показатели и нормы их безопасности. Принципы построения программного обеспечения микропроцессорных централизаций. презентация [1,8 M], добавлен 13.06.2014
Критерии эффективности и обоснование выбора базисных элементов для записи отсчетов от 16 аналоговых датчиков в область памяти. Функциональная схема компьютерной системы управления железнодорожным переездом. Алгоритм работы микропроцессорной системы. курсовая работа [1,4 M], добавлен 14.06.2016
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Разработка микропроцессорной системы курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Курсовая работа по теме Разработка рекомендаций по повышению эффективности использования финансовых ресурсов предприятия, их формирования и использования
Доклад по теме Константинопольская православная церковь
Курсовая Работа Пример Рамок
Реферат: Женские образы в романах Драйзера
Итоговые Контрольные Работы По Алгебре 8 Класс
Реферат: Экономика Древней Индии
Потребности Курсовая
Контрольные Работы Петерсон 4 1
Курсовая работа: Формирование отчета о движении денежных средств в соответствии с международными стандартами
Доклад по теме Онтопсихология (А.Менегетти)
Дипломная работа по теме Изучение особенностей использования компьютерных технологий в начальной школе
Курсовая работа по теме Организация кредитования населения в развитых странах
Различной степени важности
Реферат По Физкультуре 8
Реферат по теме Новая и новейшая история Испании
Контрольная работа по теме Геохимия ландшафтов
Скачать Шаблон Презентации Для Дипломной Работы
Сестры Реферат
Курсовая работа по теме Методика изучения текстовых процессоров в основной школе
Контрольная работа: Економічний ризик та методи його вимірювання
Аудит основных средств и нематериальных активов на примере ООО "Эжватранс" - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа
Тематическая палитра современного интернет-издания (на примере новостного сайта Монголии "МОНЦАМЭ" - Журналистика, издательское дело и СМИ курсовая работа
Понятие и признаки преступления - Государство и право курсовая работа