Павлодар Мемлекеттік Университеті негізінде Elvis II оқу-зертханалық қондырғысын еңгізу

Мазмұны

Кіріспе 3
1 Микроконтроллерлік құралдарды оқу.тәжірибелік зерханалар құрамында қолдануының өзектілігі 4
1.1 Қазақстандық жоғары оқу орындарындағы бар оқу.тәжірибелік зерханаларды шолу 4
1.2 ПМУ ендірілетін оқу.зертханалық практикумды таңдау және дәлелдеу 4
1.3 Оқу.тәжірибелік зертханалар арасында тендерды ұйымдастыру 6
2 ELVIS .S12C128 эксперименталды.лабороториялық қондырғысы 8
2.1 Қондырғының жалпы сипаттамасы 8
2.2 Микроконтроллердің тақшасы 9
2.3 CSMB12C128 тақшасы және PBMCUSLK тақшасы 15
3 Микропроцессорлық жүйелерге арналған CODEWARRIOR программалық ортасы 17
3.1 Өңдеу ортасының жалпы сипаттамасы 17
3.2 CodeWarrior ортасында жоба құру техникасы 19
4 МК MC9S12C128 перифириялы модульдерін зерттеу 24
4.1 Микроконтроллерлер жайлы жалпы түсінік 24
4.2 Elvis II қондырғысының виртуальды құралдарының жиыны 26
4.3 Таймер модулі кірісін ұстап алу режимін зерттеу 27
4.4 SPI тізбекті синхронды интерфейсін зерттеу 32
Қорытынды 35
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 36
Қосымша 37

Қазіргі заманда микропроцессорларды қолданбайтын техника аймағын табу қиын. Олар есепетеулер жүргізу, басқару функцияларын жүргізу үшін, сонымен қатар дыбыстар мен бейнелерді қолданған кезде де пайдаланылады. Қолдану аймағына қарай микропроцесcорларға деген талаптар да өзгере береді. Бұл микропроцессордың ішкі құрылымына байланысты. Контроллер термині ағылшынның control – басқару сөзінен шыққан. Микроконтроллерлер әртүрлі жұмыс принциптарына негізделіп механикалық немесе оптикалық құрылғылардан бастап электронды аналогтық немесе цифрлық құрылғыларға дейін пайдаланылуы мүмкін. Қазіргі кезде кеңінен тараған басқару схемаларының бірі ол, сандық микросхема негізінде құрылғандар. Контроллерлерге қойылатын талаптар негізінен басқаруды керек ететін құрылғының өлшеміне байланысты болады. Контроллерлер тек үлкен жүйелер үшін ғана емес сонымен қатар өлшемі кіші құрылғылардада керек болады, мысалы радиоқабылдағыштар, радиостанциялар, магнитофондар немесе ұяшықты аппараттарда. Соңғы уақытта микропроцессорлық техникада аппараттарды және құрылғыларды программалауда микроконтроллерлер кеңінен қолданылады. Микроконтроллерлер негізіндегі шешімдер жүздеген немесе мыңдаған құрылғы шығарылатын жерлерде және соңғы қолданушыға басқару алгоритмдерін өзгерту қажетболмайтын жағдайларда бағдарланатын логикалық контроллерге қарағанда тиімдірек болады. Мысал ретінде көліктік автоматика жүйелерін алуға болады, мұнда жыл сайын миллиондаған құрылғылар шығарылады және тек солардың өндірушілері контроллерлерді бағдарламалаумен айналысады. МК негізгі қолдану аясы- өндірістік автоматика және автомобильдік электроника. Бұл жұмыста он алты разрядты МК МС9S12C128 перифериялы модулдері қарастырылады. Оның ішінде: таймер модулінің кірісін ұстап алу режимін, микроконтроллердің ШИМ (кең импульсті модуляция) модулін, аналогты-цифрлы түрлендіргіштің модулін зерттеу жұмыстарын жүргіземіз, сонымен қатар осы жұмыста МК-ді программалау үшін CodeWarrior программалау ортасын қолданамыз. CodeWarrior интеграцияланған өңдеу ортасымен танысу аспектісі өте қызықты. Себебі ассемблер, С, С++ тілдерінде программалауға да болады. Бұл CodeWarrior-ды әр түрлі оқу үдерісінде қолдануға мүмкіндік береді.

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

1 Бьярне Страуструп. Программирование: принципы и практика использования C++, исправленное издание = Programming: Principles and Practice Using C++. // 2011. — С. 1248.
2 В.В. Гребнев Микроконтроллеры AVR // издательство:радиософт 20027- 174 с. ICBN 5-93037-091-5
3 В.К. Батоврин, А.С. Бессонов, В.В. Мошкин: LabVIEW: Практикум по аналоговым элементам информационно-измерительной техники: Лабораторный практикум //2011.- 116 с.
4 Гусев В.Г. Электроника и микропроцессорная техника: Учебное пособие для вузов // В.Г. Гусев, Ю.М. Гусев-3-е изд, перераб. И доп.-М.:Высшая школа, 2005.-790 с.
5 Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах //Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1988.- 304 с
6 Опадчий Ю.Ф.,Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника: Учебник для вузов //Высшая школа 2007.-768 с.
7 Дж. Тревис, Дж Кринг. LabVIEW для всех. 4-ое издание,переработанное и дополненное // «ДМК пресс», 2011.- 904 стр.
М. Ахметов 16-разрядные микроконтроллеры Hitachi, Mitsubishi, Motorola, NEC, Toshiba // Chip News. - 2000. – 55с.
8 Н.С. Досжан, Е.Б. Курманов Применение технологии отладки программы в среде CodeWarrior Development Studio для микроконтроллера МC9S12C128// Жас ғалымдар және студенттердің халықаралық конференциясы, Ғылым әлемі 2012.-56с.
9 С.Ф. Баррет, Д.Дж. Пак Встраиваемые системы. Проектирование приложений на микроконтроллерах семейства 68HC12 / HCS12 с применением языка С// издательство:«ДМК Пресс»2007.-175 с.
10 Т. Ремизевич, Д. Доброхотов, Лабораторный практикум «Шестнадцатиразрядные микроконтроллеры семейства HCS12», Москва 2009// издательство: «ДМК пресс», 193 с.
11 Фрунзе А. В. Микроконтроллеры? Это же просто! // «ИД СКИМЕН», 2003. — Т. 3.
12 Ю.А. Шпак Программирование на языке C для AVR и PIC микроконтроллеров // 2007.-155с.
13 Ю.И. Иванов, В.Л. Югай Микропроцессорные устройства систем управления // Издательство: Таганрог: Изд-во ТРТУ 2005. - 133 с.

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 31 бет
Таңдаулыға:

Кіріспе

Қазіргі заманда микропроцессорларды қолданбайтын техника аймағын табу қиын. Олар есепетеулер жүргізу, басқару функцияларын жүргізу үшін, сонымен қатар дыбыстар мен бейнелерді қолданған кезде де пайдаланылады. Қолдану аймағына қарай микропроцесcорларға деген талаптар да өзгере береді. Бұл микропроцессордың ішкі құрылымына байланысты. Контроллер термині ағылшынның control - басқару сөзінен шыққан. Микроконтроллерлер әртүрлі жұмыс принциптарына негізделіп механикалық немесе оптикалық құрылғылардан бастап электронды аналогтық немесе цифрлық құрылғыларға дейін пайдаланылуы мүмкін. Қазіргі кезде кеңінен тараған басқару схемаларының бірі ол, сандық микросхема негізінде құрылғандар. Контроллерлерге қойылатын талаптар негізінен басқаруды керек ететін құрылғының өлшеміне байланысты болады. Контроллерлер тек үлкен жүйелер үшін ғана емес сонымен қатар өлшемі кіші құрылғылардада керек болады, мысалы радиоқабылдағыштар, радиостанциялар, магнитофондар немесе ұяшықты аппараттарда. Соңғы уақытта микропроцессорлық техникада аппараттарды және құрылғыларды программалауда микроконтроллерлер кеңінен қолданылады. Микроконтроллерлер негізіндегі шешімдер жүздеген немесе мыңдаған құрылғы шығарылатын жерлерде және соңғы қолданушыға басқару алгоритмдерін өзгерту қажетболмайтын жағдайларда бағдарланатын логикалық контроллерге қарағанда тиімдірек болады. Мысал ретінде көліктік автоматика жүйелерін алуға болады, мұнда жыл сайын миллиондаған құрылғылар шығарылады және тек солардың өндірушілері контроллерлерді бағдарламалаумен айналысады. МК негізгі қолдану аясы- өндірістік автоматика және автомобильдік электроника. Бұл жұмыста он алты разрядты МК МС9S12C128 перифериялы модулдері қарастырылады. Оның ішінде: таймер модулінің кірісін ұстап алу режимін, микроконтроллердің ШИМ (кең импульсті модуляция) модулін, аналогты-цифрлы түрлендіргіштің модулін зерттеу жұмыстарын жүргіземіз, сонымен қатар осы жұмыста МК-ді программалау үшін CodeWarrior программалау ортасын қолданамыз. CodeWarrior интеграцияланған өңдеу ортасымен танысу аспектісі өте қызықты. Себебі ассемблер, С, С++ тілдерінде программалауға да болады. Бұл CodeWarrior-ды әр түрлі оқу үдерісінде қолдануға мүмкіндік береді.

1 Микроконтроллерлік құралдарды оқу-тәжірибелік зертханалар құрамында қолдануының өзектілігі

1.1 Қазақстандық жоғары оқу орындарындағы бар оқу-тәжірибелік зертханаларды шолу

Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі, қазақстандық жоғары оқу орындарының арасында жүргізген зерттеу барысында, қазіргі уақытта ЖОО-ның микропроцессорлар мен микроконтроллерлерге қатысты оқу пәндерінің дұрыс игеруні үшін және де соларға қатысты зертханалар орындау барысында материалды толық деңгейде игеріліп, аппараттық бөлігін көзбен шолуы үшін қазіргі заманға сай оқу-тәжірибелік зертханалармен толық деңгейде қамтамасыз етілмеуінің дәйкті дәлелдері сыртқа шығып отыр.
Осы қондырғыларды талап ететін пәндер:
oo микросхематехника және микропроцессорлік техника;
oo ЭЕМ схемотехникасы;
oo есептеуіш машина элементтері;
oo үлгі элементтері және сандық техника құрылғылары;
oo сандық өлшеуіш құрылғылары;
oo аналогтік өлшеуіш құрылғылары;
oo цифрлік құрылғылар мен микропроцессорлар
oo радиотехника, электроника және телекоммуникация;
oo автоматизация және бақылау;
oo есептеу техникасы және бағдарламалық қамтамасыз ету;
oo ақпараттық қауіпсіздік жүйесі.

1.2 ПМУ ендірілетін оқу-тәжірибелік зертхананы таңдау және дәлелдеу

Павлодар мемлекеттік университетінде Радиотехника, электроника және телекоммуникация, Автоматизация және басқару, Есептеу техникасы және бағдарламалық қамтамасыз ету бағдарламасы бойынша оқитын студенттерінің Электрондық құрылғылар схемотехникасы, Микросхематехника және микропроцессорлік техника, ЭЕМ схемотехникасы, Есептеуіш машина элементтері, Үлгі элементтері және сандық техника құрылғылары, Сандық өлшеуіш құрылғылары , Аналогтік өлшеуіш құрылғылары, Цифрлік құрылғылар мен микропроцессорлар пәндерінің толық мөлшерде игерілуі мақсатында ПМУ-да енгізілуі мақсатында 16-разрядтық микроконтроллер негізінде құрылатын оқу-тәжірибелік зертхана қондырғылар нарығын қазіргі таманда келесідегідей аппараттармен көрсетілген (1.1 сурет).

Motorola микроконтроллерінде МС68НС16
68НС16 16-ты разрядты микроконтроллер жұмысының принципін түсіндереді; бақылау платасы қолданылады, МС68НС16Z1 микроконтроллерін және (ОЗУ, ПЗУ) жады бар, перифирялық құрылғылар жиынтығы бар платалар қолданылады

Intel және MCS-196 TMS320C2X процессерінде жұмыс істейтін оқу қондырғысы
Микропроцессорлық жүйе интерфейсінің ұстанымдарын және әртүрлі құрылымды кещендер жүйесінің құрылысының жұмысын түсіндіреді; екі жоғары өнімді, әр түрлі тирте құрылған процессері бар процессорлық платасы қолданылады; 16-ты разрядты микроконтроллер MCS-196 және дабылдарды өндейтін 16-ты разрядты процессор TMS-320

Әмебап зерханалық стенд Микропроцессорлық құрылғылар MK01
Бағдарламалық қамсыздандырудың резидентттік құрал-жабдықтарын, қазіргі заманғы микро-ЭЕМ архитектурасын және Ассемблер тілінде программалаудың практикалық дағдыларын үйретуге көмектеседі. Бір кристалды кіріктірме MCS51 микро-ЭЕМ, ауыстырмалы жиелік генераторы және басқарылмалы тұрақты жиелік генераторы бар құрылғыларымен қамсыздандырылады.

Elvis II Кешені
Elvis II зертханалаық кешені бұл 16-ты разрядты микронтроллер негізінде жұмыс істеуге арнлаған жалпытехникалық және арнаулы пәндер негізінде зерханалалық жұмыс істеу үшін арнлаған кен ауқымды және әмебап программалық-аппарттық кешен болып табылады. Аппараттық құрылғыларын және бағдарламалық қамсыздандыруын Labe VIEW ортасында біріктіріуі, бұл құрылғыға мықты және әмебап құрылғы ретінде көрсетеді.

1.1 сурет - Қазірге таманғы құрылғылар

1.3 Оқу-тәжірибелік зертханалар арасында тендерды ұйымдастыру

Павлодар мемлекеттік университетін қазіргі заманғы оқу-тәжірибелік қондырғылармен қамтамасыз ету мақстында, жақын және шетел құрылғы жасаушы өндірушілер арасында дәйекті тендер өткізілетін болады. Берілген оқу-тәжірибелік қондырғылар арасында өткізілетін тендер толық дәрежеде дәйекті болу үшін салыстырмалы кестесі беріледі.

Кесте 1.Берілген қондырғылардың салыстырмалы кестесі
Сипаттамасы
Үлгі
MC68HC16
MCS-196
MK01
Elvis II
МК разряды
16
16
16
16
МК өндіруші фирмасы
Motorola
Intel
Intel
Freescale Semiconductor
Кэш жад көлемі
16
16
16
32
Қондырғы өндіруші фирмасы
АО РосУчПрибор
АО РосУчПрибор
АО РосУчПрибор
Freescale Semiconductor
Жасалынатын зертханалық жұмыс саны
15
12
7
27
Қолжетімді пәндер саны
4
3
5
5
Тұтынылатын қуат
220 Вт
220 Вт
220 Вт
220 Вт
Кестенің жалғасы
Порттар саны

2
3
2
4
Бағдарламалық орта
LabView
LabView
LabView
CodeWarrior
Бағасы (тг.)
1017600
1116000
980000
1023000

Берілген оқу-тәжірибелік қондырғыларды толық жете зерттеп қарап шыққанда, бағасапа көрсеткіші бойынша бұл тендердің жеңімпазы болып Elvis II қондырғысы саналады.
Ресей аналогтормен салыстырғанда бірдей бағамен болғанда, бірақ американдық құрылғының анағұрлым мықты микроконтроллер қолдану себебімен бұл құрылғы одан да көп зертханалалық жұмыс жасауға әкеп соқтырады, бұл өз орайда қондырғының әмебаптануына әкеп соқтырады.
Сол себепті, Павлодар мемлекеттік университетінің басшылығына бұл қондырғыны лабораториялық практикум ретінде сатып алынуы ұсынылады. Бұл қондырғы студеннтердің оқуына оң септігін тигізетіне сөзсіз.

2 ELVIS _S12C128 эксперименталды-лабороториялық қондырғысы

2.1 Қондырғының жалпы сипаттамасы

ELVIS_S12C128 эксперименталды қондырғының сыртқы көрінісі 2.1 суретте көрсетілген. Қондырғы электронды компоненттері бар 3 тақшадан тұрады . CSMB12С128 тақшасы Freescale Semiconductor компаниясының 16 разрядты микроконтроллерінде микропроцессорлық техниканың негізін үйретуге негізделген. Осы тақшада зерттеліп отырған MC9S12C128 типінің ИС орнатылған, сондай-ақ интерфейсті дұрыстау және Turbo BDM Light USB бағдарламауы жинастырылған. CSMB12С128 тақшасында енгізу-шығару ақпаратының құрылғысы бар. Бұл үйренудiң бастапқы кезеңiнде осы тақшаны екі басқа тақшалардан бөлек зертханалық тәжiрибелер үшiн қолдануға мүмкiндiк береді.
Екінші тақша - PBMCUSLK әмбебап платформасы. Бұл платформа Freescale Semiconductor компаниясының әртүрлі типтегі микроконтроллерлерін зерттеуге қолданылады. Платформа өзіне 5.0 және 3.0 В тұрақтандырылған қоректенуді, Turbo BDM Light USB бағдарламасын дұрыстау интерфейсін және әртүрлі құрылғыларды алып жүреді. PBMCUSLK қосымша енгізу-шығару құрылғысына ие, ол зерттеліп отырған микроконтроллер мен қолданушы арасындағы интерфейсті кеңейте түседі. PBMCUSLK платформасы дербес құрылғы ретінде қолданылмайды, тек CSMB12С128 тақшасымен бірге ғана қолдануға болады. Конструкцияның негiзiндегi сұр модуль - бұл National Instruments компаниясының Elvis II оқу қондырғы. Оның құрамында LabVIEW ортасында құрылған виртуалды құрылғы мен PBMCUSLK тақшасы арасындағы байланысты жүзеге асыратын электрондық схемасы бар. Оларды микроконтроллер үшін басқару сигналдары ретінде қолдануға өте ыңғайлы. ELVIS_S12C128 оқу қондырғысының толық жиынтығында, аталған 3 құрылғыдан тұратын, кейбір аяқталған қосымшаларды С тілінде немесе ассемблер тілінде құруға қабілетті және микроконтроллерлерді программалаудың негізін игерген оқушы қолдана алады. Аталған құрылғылардың негізінде экспериметалды қондырғының 3 конфигурациясын құруға болады:
CSMB12С128 тақшасы және ДК. Екі компонент бір-бірімен USB кабелдің көмегімен жалғанады. Бұл ретте CSMB12С128 тақшасы ДК-дан осы интерфейс арқылы қоректенеді.
CSMB12С128 тақшасы және PBMCUSLK платформасы және ДК. Бірінші компонент екіншінің арнайы тіркеуіші орнатылады. CSMB12С128 тақшасының қоректенуі әмбебап платформаның кіріктірме тұрақтандырғышы арқылы жүзеге асады. Соңғысы, энергияны тұтынады немесе электр желісінен адаптер арқылы ~ 220 В 9 В, немесе ДК-мен байланыс USB интерфейсі арқылы жүзеге асады . Осы тақшада зерттеліп отырған MC9S12C128 типінің ИС орнатылған.
CSMB12С128 тақшасы және PBMCUSLK тақшасы және ELVIS платформасы және ДК. Қондырғыдағы барлық компоненттердің қоректенуі Elvis II платформасына қосылған адаптердің көмегімен жүзеге асады. Компьютермен байланыс екі USB кабельдің көмегімен жүзеге асады: біреуі - виртуалды құрылғыларды басқаруға, ал екіншісі - микроконтроллерді ретке келтіруге жауап береді.

2.1 сурет - ELVIS_S12C128 қондырғының сыртқы көрінісі

MC9S12C128 микроконтроллерімен зерттеу жүргізудің 4 нұсқасы бар. Бұл жұмыс енгізу-шығару виртуалды құрылғысын қолданумен толық программалық симуляция режимінде орындалады. Толық программалық симуляция микроконтроллерді қолданбай-ақ, үлкен емес программаларды ретке келтіріп орындауға мүмкіндік береді.

2.2 Микроконтроллердің тақшасы

80 шығысымен QFP корпусында - MC9S12C128 біркристалды микроконтроллер. Ретке келтіру интерфейсі және микроконтроллердің кіріктірме тұрақтандырғыш кернеу қоректенуімен Turbo BDM Light USB программалау. BDM адаптері MC908JB16FAE тақшасының арғы жағында орналасқан MC908JB16FAE микроконтроллердің негізінде орындалған . Пайда болған бетте Software &Tools қосымша бетті таңдаймыз. Аталған құрылғылардың негізінде экспериметалды қондырғының 3 конфигурациясын құруға болады.

2.2 сурет - CSMB12С128 тақшасының сыртқы көрінісі

4-жарықдиод(LED1..LED4). Осы элементтерді жағатын активті деңгей логикалық нөл болып табылады.
4-ауыстырып-қосқыш(SW3-1..SW3-4). Олардың схемотехникалық құрылғысы дрезбергтен аппараттық қорғауды қамтымайды. Қажет болған жағдайда студент осы функцияларды программалық деңгейде орындай алады.
2-белгіленбеген батырмалар (SW1 және SW2). Олардың схемотехникалық құрылғысы дрезбергтен аппараттық қорғауды қамтымайды. Қажет болған жағдайда студент осы функцияларды программалық деңгейде орындай алады.
1-потенциометр(RV1). Микроконтроллердің AD портының 5-ші кірісіне кернеудің аналогты деңгейін тапсыруға мүмкіндік береді.
1-фотодатчик(RZ1). Фототранзисторды негізінде орындалған. Сигнал одан операциялық күшейткішпен күшейеді және AD микроконтроллердің 4-ші аяғына аналогты түрде келіп түседі.
RS-232 интерфейсі тізбекті асинхронды интерфейс бойынша микроконтроллер мен компьютер арасындағы жіберетін мәліметтерді зерттеу үшін қолданылады.
CSMB12С128 тақшасының компьютермен бірге жұмыс режимі келесідей түрде жүзеге асады. Ең алдымен CodeWarrior Development Studio for S12(X) программалық пакетін орнату керек. Программалық пакетті freescale.com сайтынан жазамыз. Products -- 16 - bit Microcontrollers -- S12 and S12X -- S12C таңдаймыз. Пайда болған бетте Software &Tools қосымша бетті таңдаймыз. Осыдан CodeWarrior for HCS12(X) Microcontrollers белгісі бар сілтемені басып таңдауымыз қажет. Пайда болған бетте CodeWarrior пакетінің әртүрлі версиялары бар салыстырмалы кестесі көрсетіледі. Тегін Special редакциясын таңдап және осы сөздің жанындағы Get сілтемесіне басамыз. Одан кейін жаңа кестенің Special Edition: CodeWarrior for S12(X) Microcontrollers V5.0 қатарындағы Download батырмасын басамыз. Осыдан кейін программамыз жүктеледі.

2.3 - сурет − CSMB12С128 тақшасында құрылғыларды қосудың функционалдық схемасы

Аталған құрылғылар мен зерттеліп жатқан микроконтроллердің функционалдық схемасы 2.3 суретте келтірілген.

2.4 - сурет - CSMB12С128 тақшасында ұстатқыштардың орналасуы

Тақшаны компьютерге қоспас бұрын оған 2.4 - суретте көрсетілгендей ұстатқыштарды орнатамыз. Суретте орнатылған ұстатқыштар қызылмен белгіленген. Осыдан кейін CSMB12C128 тақшасында тіркеуіш кабелімен қосу керек. ОС Windows ортасы жаңа белгісіз құрылғысын тауып және ол үшін драйверді орнатамыз.

2.5 сурет - CSMB12C128 тақшасы үшін драйверді орнату мастерінің бірінші терезесі

Жаңа құрылғыны орнату мастерінде ең алдымен интернет жүйесінен драйверді іздеуден бас тарту қажет (2.5 сурет).
Содан кейін Далее батырмасын басамыз (2.5 сурет).

2.6 - сурет - CSMB12C128 тақшасы үшін драйверді орнату мастерінің бірінші терезесі

2.7 сурет − Драйверді іздеу және оны орнату

Ары қарай драйверді іздеу және оны орнату іске асырылады (2.2.6 сурет).

2.8 - сурет - CSMB12C128 тақшасы үшін драйверді орнатудың аяқталуы

2.3 CSMB12C128 тақшасы + PBMCUSLK тақшасы

PBMCUSLK тақшасы - Freescale Semiconductor компаниясының микроконтроллерлерін зерттегенде қолданылатын әмбебап платформа. Бұл модуль қосымша енгізу-шығару құрылғыларын қолдануға мүмкіндік береді: 8 батырма, 8 жарық диодтары, 8 ауыстырып-қосқыш және тағы басқа элементтер.

2.9 - сурет - CSMB12C128 модулінің J1 тіркеуішін ажырату

CSMB12C128 тақшасы 5В кернеуге ие, ал PBMCUSLK платформасы 3.3-5В кернеуге ие. CSMB12C128 модулінің J1 тіркеуішін ажырату 2.3.1 суретте көрсетілген. Бұл тіркеуішпен микроконтроллердің тақшасын PBMCUSLK платформасының J5-не қосу керек. Енді компьютермен байланыc SMB12С128 тақшасы арқылы емес, PBMCUSL платформасының USB-тіркеуіші арқылы қамтамасыз етіледі

2.10 - сурет − CSMB12С128 және PBMCUSL тақшаларында және олардың компьютермен бірге қолдануындағы ұстатқыштардың орналасуы

Қондырғыдағы элементтерді қосар алдында ұстатқыштарды 2.10 - суреттегідей орнату керек .

2.11 - сурет − PBMCUSL тақшасы үшін драйверді орнату

3 Микропроцессорлық жүйелерге арналған CODEWARRIOR программалық ортасы

3.1 Өңдеу ортасының жалпы сипаттамасы

CodeWarrior (ауд.- кодтармен күресші) - енгізілген микропроцессорлық жүйелерге арналған өңдеудің программалық қамтамасыздандырудың интеграцияланған ортасы. IDE CodeWarrior-дың сырты - бұл стандартты Windows қосымшасы. Ол программаның мәтінімен файлдарды жасауға және оларды жобаға ұйымдастыру мүмкіндік береді . Бұған қосымша өңдеу ортасы автоматты компиляцияны, микроконтроллерге арналған дайын абсолютті программаның модулін алу үшін барлық қажетті берілген мәліметтерді жүктеуді қамтамасыз етеді. CodeWarrior-дың басқару сыртының жұмыс режимінің екі типі бар:
Программаның құру (Build) режимі қосымшаның барлық файлдарын трансляциялауға және программаның дайын жіберуші алуға мүмкіндік береді.
Дұрыстау ррежимдері (Debug) қосымшаны тексеруді және дұрыстауды енгізілген тексерудің немесе симулятордың көмегімен қамтамасыз етеді.

0.1 - сурет − Интеграцияланған CodeWarrior өндеу ортасының құрылымы

CodeWarrior пакетінің құрамында бір-бірімен байланысқан программалық модульдербар. Олар: жоба менеджері, интерактивті қателері бар редактор, компиляцияны басқару модулі және т.б. оның құрылымы нақтырақ 3.1.1 суретте келтірілген.
Freescale Semiconductor компаниясының универсалды өңдеу ортасы негізінде анықталған микросхеманың категорияларына бағдарланушы программалық құралды шығарады. Мұндай пакеттерге микроконтроллердің немесе процессорлар класына бағыттауышы бар CodeWarrior Development Tools-тың немесе CodeWarrior Development Studio-ның аты беріледі. Бұл жұмыста біз IDE CodeWarrior Development Studio for S12(X)-ті қолданамыз.
CodeWarrior интеграцияланған өңдеу ортасымен танысу аспектісі өте қызықты. Себебі ассемблер, С, С++ тілдерінде программалауға да болады . Бұл CodeWarrior-ды әр түрлі оқу үдерісінде қолдануға мүмкіндік береді. Олар: ассемблер тілінде міндетті түрде базаланатын микропроцессорлық техника негіздері курсынан бастап жоғары деңгейлі программалау тілдерін қолдануға тура келетін оқыту деңгейінің мәліметтерді жүктеу және басқару жүйелеріндегі МК-лердің жұмыс алгоритмдерін зерттеу курстарына дейін.
Бір кластың әр түрлі МК-лерінде орындалған аппараттық құралдарды қосу мүмкіндігі бар CodeWarrior ортасының тұтас графикалық интерфейсі оқу лабораториясының техникалық құралдары қасиеттерінің көрінісін өзгертеді.

3.2 - сурет − CodeWarrior ортасының программаны түзетуінің қолданбалы графикалық интерфейсі

Дәл нақты контроллермен жұмыс істеу режимінде сияқты толық программалық симуляция режимінде де тұтас программаны түзету ортасы тек оқушыға ғана емес, сонымен қатар тәжірибелі өңдеушіге де өте қолайлы. Симуляция режимінде басқару объектісінің қосылуы мүмкін еместігі кез келген оқу процесінің аналогты қиындығы болып табылады. CodeWarrior авторлары бұл мәселе қолданушылардың өкіміне қарай енгізушығару виртуалды құралдары және басқару объектілерін жеткізу арқылы шеше білді.
CodeWarrior пакетінің программалы-логикалық симуляторы Visualization Tool бөлімін қолданып қолданушының өзі құрастыра алатын немесе дайын тізімнен таңдап алынатын арнайы ішкі объектілермен жабдықталған. Олар микропроцессорлық жүйенің енгізу-шығару типтік құрылғыларының графикалық кескінін генерациялайды, бұл құрылғыларды МК-дің порттарына қосуды қамтамасыз етеді және әрбір құрылғының жұмыс істеу алгоритмін моделдейді .

3.2 CodeWarrior ортасында жоба құру техникасы

Бұл бөлімде MC9S12C128 микроконтроллерінің архитектурасы, оның адрестік кеңістігінің таралуы және HCS12 орталық процессорының программалы-логикалық моделі қарастырылады. Сонымен қатар, ассемблерде программа жазудың қарапайым үлгісі, микроконтроллерге жүктеуге арналған машиналық код түріне программаның берілген мәтінін түрлендіру техникасы, IDE CodeWarrior Development Studio for S12(X) (симулятор) программалы-логикалық моделін қолдану арқылы өңделген программаны түзету техникасы зерттеледі .
Кейбір басқару программаларын жасауға арналған әрбір лабораториялық жұмысты орындау барысында келесі іс-әрекеттерді жүзеге асыру қажет:
CodeWarrior өңдеу ортасының енгізілген редакторын қолдана отырып берілген программа мәтінін ассемблер тілінде енгізу.
Микроконтроллердің жадына жүктеуге арналған машиналық кодты алу үшін қолданбалы программаның мәтінін ассембрлерлеу.
Микроконтроллер жадына жазылған программаның машиналық кодын жүктеу.
Программаның дұрыс орындалуы үшін керекті берілген мәліметтерді микроконтроллер жадына енгізу.
Программаның орындалуы,оның жұмыс нәтижесінің сараптамасы.
Жіберілген қателіктерді түзету.
Жоғарыда жазылған тізбекті енгізілетін микропроцессорлық жүйе үшін қолданбалы басқару программасының дұрысталу және өңделу процесі деп атауға болады. CodeWarrior пакетімен жұмыс істеуді бастау үшін келесі операциялар тізбегін орындау қажет. Ол үшін CodeWarrior Development Studio for S12(X) программасын іске қосу керек. Егер көрсетілген тізімде қажет микроконтроллер болмаса, онда жаңалау мастерін (CodeWarrior Updater) қолдану керек. CodeWarrior-дың профессионалды версиясында Processor Expert құралының көмегімен кейбір алгоритмдер үшін берілген кодты жасауға болады. Дәл нақты контроллермен жұмыс істеу режимінде сияқты толық программалық симуляция режимінде де тұтас программаны түзету ортасы тек оқушыға ғана емес, сонымен қатар тәжірибелі өңдеушіге де өте қолайлы. Мұндай пакеттерге микроконтроллердің немесе процессорлар класына бағыттауышы бар CodeWarrior Development Tools-тың немесе CodeWarrior Development Studio-ның аты беріледі.

3.3 - сурет − Бастапқы іс-әрекетті таңдау терезесі

Алғашқыда 3.3 суретте көрсетілгендей терезе пайда болады. Жаңа жоба құру үшін ондағы Create New Project батырмасын шерту керек. Егер бұрын басталған программаны ашу керек болса, онда Load Previous Project пунктін таңдау қажет.

3.4 - сурет − Жоба құрудың алғашқы терезесі
Осы терезеде (3.4 - сурет) жоба құратын МК-дің моделін таңдау қажет. Ол- MC9S12C128. Егер көрсетілген тізімде қажет микроконтроллер болмаса, онда жаңалау мастерін (CodeWarrior Updater) қолдану керек. Connections жолағында қолданатын жобаның программаны дұрыстау тәсілін таңдау керек. Бұл жұмыста екі таңдау нұсқасы бар:
Full Chip Simulation - таңдап алынған микроконтроллердің толық программалық симуляциясы. Бұл жағдайда компьютерлік модель қолданылады, ал нақты элемент қажет етілмейді. Программаны дұрыстаудың мұндай тәсілі алгоритмдерді алғаш тексеру үшін, уақытты тексеру үшін және оның аппараттық құрылғыларды қолданбай орындалуын тексеру үшін қолданылады.
TBDML - Turbo BDM Light интерфейсін қолдану арқылы аппараттық үлгіде қосымшаның программасын дұрыстау. Компьютермен байланыс үшін программасы дұрысталатын микроконтроллердің тақшаснда BDM (Background Debug Mode) адаптері орнатылған болуы тиіс.

3.5 - сурет − Жоба құрудың екінші терезесі

МК-ді таңдағаннан кейін келесі терезеге көшу керек (3.5 - сурет). Бұл жерде МК-ді программалайтын бір немесе бірнеше тілді, жоба атын, жоба файлдарына арналған папканы таңдау қажет.
CodeWarrior пакетінің бірнеше программалау тілі бар: ассемблер, С және С++. Оларды бірге бір жобада қолдануға рұқсат етілген. С тілі Freescale Semiconductor компаниясының сайтынан жазып алуға болатын тегін арнайы версиясында программаның максималды көлемі 32 КБ-пен шектелген IDE-нің барлық версия қолдайды. С++ тілі CodeWarrior-дың профессионалды версиясын ғана қолдайды. Төмен деңгейлі тілдердің ішінен қолданушы программалау барысында айнымалылар программисттің өзінің белгілеген жад ұяшықтарында орналасатын абсолютті ассемблер тілін таңдай алады. Бастапқы деңгейде ассемлер тілін қолданамыз . Сондықтан С тілінің қасында тұрған жалаушаны алып тастап, оны Absolute assembly опциясының қасына белгілейміз. Осы терезеде Project name жолағында жасалынатын жобаның атын теру керек, ал Location-да оның файлдарының орналасу жолы көрсетіледі. Set... батырмасы арқылы бірден папканы көрсетуге болады, онда оның аты автоматты түрде жолаққа көшіріледі.

3.6 сурет - Жоба құрудың үшінші терезесі

Осы терезеде (3.6 - сурет) жаңадан жасалынып жатқан жобаға дайын бар материалды қосуға болатын мүмкіндік көрсетілген. Ол үшін керек файлдарды кезек-кезек таңдап, (Add) батырмасын басу керек. Copy files to project пунктін белгілеу жаңа жоба папкасына таңдалынған материалдардың автоматты түрде көшірмесін жасауға алып келеді, ал Create main.cmain.asm пунктінің қасына жалауша қою берілген коды бар негізгі файлдың автоматты түрде құрылуына алып келеді.
Егер өзге сырт файлдарды қосу керек болса, онда жай ғана Next -ті басу керек. 4 терезесі жаңа жобаны конфигурациялауда аяқтаушы болып табылады. Бұл жерде БҚ-дың өдеуді жылдамдатуға арналған компонетті таңдау қажет. Барлығы үш нұсқа қол жетімді:
None - қосымша құралдарды пайдаланбау.
Device Initialization - перифериялы құралдарды инициализациялау құралы. Интуитивті түсінікті интерфейстің көмегімен қолданушы МК-дің әр түрлі модульдерінің бастапқы жұмыс істеу режимдерін таңдайды. Содан кейін Device Initialization С-де немесе ассемблерде берілген кодты автоматты түрде генерациялайды. Онда арнайы функциялардың керекті регистрлеріне сәйкес екілік мәндегі орнату операциялары жазылады.
Processor Expert - типік функцияларды автоматты түрде құрушы және құрылғыларды инициализациялау құралы. Device Initialization секілді ол да перифериялы модульдердің бастапқы тәртіптерін орнатуға арналған мәтінді автоматты түрде генерациялауға мүмкіндік береді. Бұл жерде БҚ-дың өдеуді жылдамдатуға арналған компонетті таңдау қажет. CodeWarrior-дың профессионалды версиясында Processor Expert құралының көмегімен кейбір алгоритмдер үшін берілген кодты жасауға болады. Бұл арнайы функциялардың керекті регистрлеріне сәйкес келеді. Төмен деңгейлі тілдердің ішінен қолданушы программалау барысында айнымалылар программисттің өзінің белгілеген жад ұяшықтарында орналасатын абсолютті ассемблер тілін таңдай алады.

3.7 - сурет − Жоба құрудың төртінші терезесі

Бұл жұмыста микроконтроллерді және оның компоненттерін өз бетінше күйге келтіруді үйреніп алу қажет, сондықтан None опциясын таңдау керек. Finish батырмасын басқаннан кейін CodeWarrior Development Studio for S12(X) интегралданған өңдеу ортасының негізгі терезесі ашылады.

4 МК MC9S12C128 перифириялы модульдерін зерттеу

4.1 Микроконтроллерлер жайлы жалпы түсінік

Зертханалық жұмыс 3 бөлімнен тұрады:
а) HCS12 класына жататын он алты разрядты микроконтроллерлер зертханалық жұмыс алғаш микропроцессорлық техниканы оқып үйренушілерге арналған. Бұл жұмыс 16 разрядты процессорлық ядроның CISC-архитектурасының құрылымымен танысуға және 8-16 разрядты микроконтроллерлерге жарамды операндтарды адресациялауға, инструкция жиыны мен мнемоникалық команда әдістерін қолдануға, программалаудың ассемблер тiлінде орнықты дағдыларды алуға мүмкіндік береді. Бұл практикум бір семестрлік микропроцессорлық техника курсымен сәйкес келеді.
ә) Бұрын микроконтроллерлер немесе микропроцессорлар жайлы оқыған тыңдаушыларға арналған және олар HCS12 16 разрядты микроконтроллердің процессорлық ядросының ерекшеліктері ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.