AVR микроконтроллерінің қызмет мүмкіндіктерін зерттеу

Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 69 бет
Таңдаулыға:

6

7

8

Аңдатпа

9

Дипломдық жобаның мақсаты AVR микроконтроллерінің қызмет

мүмкіндіктерін зерттеу болып табылады.

Қызмет мүмкіндіктерін зерттеуге IAR Embedded Workbench IDE

бағдарламалау ортасы пайдаланылды. Жүзеге асыру барысында НТЦ-31. 100

оқу стендісі арқылы зерттеу нәтижелері алынды.

«Өміртіршілік қауіпсіздігі» бөлімінде еңбек ету ортасының еңбек

жағдайына, жұмыс орнына талдау жасалынды. Жұмыс орнында жасанды

және табиғи жарықтандыру бойынша есептеулер жүргізілді.

«Бизнес жоспар» бөлімінде негізгі күрделі қаржы салымы және

енгізілген ақпараттық жүйеден алынған экономикалық тиімділікке есептеу

жүргізілді.

Аннотация

Целью дипломного проекта является - исследование функциональных

возможностей микроконтроллера AVR.

Для исследование возможностей микроконтроллера использована

среда программирование IAR Embedded Workbench IDE. Результаты

исследование были получены с учебного стенда НТЦ-31. 100.

В разделе «Безопасность жизнедеятельности» проведен анализ условий

труда, рабочего помещения. На основании полученных данных сделан расчет

естественного и искусственного освещения.

В разделе «Бизнес план» произведен расчет расчет капитальных затрат

и полученной экономической эффективности от внедряемой системы.

Annotation

The purpose of the graduation project is - researching of capability

microcontroller AVR.

For a feasibility study of the micro-controller is used programming IAR

Embedded Workbench IDE. The results of the study were obtained from the

training kit NTC-31. 100.

In the section «Safety» analysis of working conditions, working space.

Based on these data, calculations of natural and artificial lighting.

In the section «Business Plan » is produced settlement capital costs and the

resulting cost-effectiveness of the system being implemented.

МАЗМҰНЫ

10

КІРІСПЕ

1 МИКРОКОНТРОЛЛЕРЛЕРДІҢ ҚҰРЫЛЫМЫ

1. 1 МИКРОКОНТРОЛЛЕРДІҢ ҚҰРЫЛЫМ ЕРЕКШЕЛІКТЕРІ

1. 2 AVR МИКРОКОНТРОЛЛЕРЛЕРІ

1. 2. 1 Atmega128 микроконтроллерін сипаттау

1. 2. 2 Зертханалық құрылым

2 AVR МИКРОКОНТРОЛЛЕРІН БАҒДАРЛАУ

2. 1 ЗЕРТХАНАЛЫҚ ҚҰРЫЛЫМНЫҢ НЕГІЗГІ ЖҰМЫС БУЫНДАРЫ

2. 1. 1 Нақты уақыттық сағатты бағдарлау

2. 1. 2 АЦТ және ЦАТ құрылымдарын бағдарлау

2. 2 1-WIRE ИНТЕРФЕЙСІ

2. 2. 1 Дерек таратылымының 1-Wire интерфейсінің

ұйымдастырылуы

2. 2. 2 Дерек таратылымының 1-Wire интерфейсімен жүзеге

асырылуы

3 БИЗНЕС ЖОСПАР

3. 1 ЕҢБЕК СЫЙЫМДЫЛЫҒЫН ЕСЕПТЕУ

3. 2 БАҒДАРЛАМАЛЫҚ ҚАМТАМАСЫЗДАНДЫРУ ШЫҒЫНЫН ЕСЕПТЕУ

3. 3 БАҒДАРЛАМАНЫ ЕНГІЗУГЕ ЖҰМСАЛҒАН ШЫҒЫНДАРДЫ ЕСЕПТЕУ

3. 4 ИГЕРУ САЛАСЫНДАҒЫ ЖЫЛДЫҚ БІР ЖОЛҒЫ ШЫҒЫНДЫ ЕСЕПТЕУ

3. 5 ҮНЕМ МЕН ТАБЫС МӨЛШЕРІН ЕСЕПТЕУ

3. 6 САЛЫСТЫРМАЛЫ ЭКОНОМИКАЛЫҚ ТИІМДІЛІКТІ ЕСЕПТЕУ

3. 7 ЖОБАНЫ ӨТКІЗУДЕ ЭКОНОМИКАЛЫҚ ТИІМДІЛІГІН БАҒАЛАУ

4 ӨМІРТІРШІЛІК ҚАУІПСІЗДІГІ

4. 1 КОМПЬЮТЕРЛІК КАБИНЕТТІҢ ЖҰМЫС ЖАҒДАЙЫН ТАЛДАУ

4. 2 ЖАСАНДЫ ЖАРЫҚТАНДЫРУДЫ ЕСЕПТЕУ

4. 3 ЖАРЫҚТАНДЫРУДЫ КОЭФФИЦИЕНТТІ ҚОЛДАНУ ӘДІСІМЕН ЕСЕПТЕУ

4. 4 ЖАРЫҚТАНДЫРУДЫ НҮКТЕЛІК ӘДІС БОЙЫНША ЕСЕПТЕУ

ҚОРЫТЫНДЫ

ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

ҚОСЫМША А

ҚОСЫМША Б

ҚОСЫМША В

11

КІРІСПЕ

Қазіргі замaнда әртүрлі өндіріс сaлалaры мен тұрмыс қажетінде

пайдаланылатын алуaн түрлі техникaлық құралымдaр жұмысының

басқaрылуы цифрлық техникa негізінде жүзеге асырылaтындығы белгілі.

Басқaру жұмысының белгіленген

тәртіппeн

жүзeге асырылуы үшін

бекітіленген мезгілдерде басқaрылым объектісінің параметрлері өлшеніп

және басқaрушы құрылымның сәйкeсті жaғдайы aнықталып, aлынған

мәліметтерге қажетті түрлендірілімдер aрқылы өңдеу жүргізіліп, нәтижесінде

басқaру сигналдары тудырылaды да, олардың сәйкесті іс-әрекетімен

объектінің жағдайы қажетті бaғытқа өзгертіледі. Келтірілген жұмыстaрдың

жүзеге асырылуын, жaлпылама түрдe микропроцессорлық жүйе деп

аталатын, микропроцессор негізіндегі электрондық құрылымдaр атқарады.

Микропроцессорлық жүйені кіріс сигнaлдарын өңдеу aрқылы қажетті

техникaлық құрылғының жұмысын басқaру жұмысын жүзeге асыратын

шығыс сигналдaрын қaлыптастырушы электрондық жүйенің жеке бір түрі

ретінде қарастыруғa болады.

Микропроцессорлық техникaны айтарлықтай деңгейде игеру үшін,

микропроцессорлық жүйе жұмысының жүзeге aсырылу барысын толықтай

түсіну үшін, aлдымен жүйенің негізгі қызмет буындарының өзара іс-

әрекеттерінің ұйымдастырылу принциптерін игеру керектігін түсіну қиын

емес. Микропроцессорлық жүйе құрaмындағы әртүрлі қызмeт блоктарының

құрылымын түсінумeн қатaр олaрдың өзара іс-әрекеттерінің

ұйымдaстырылым тәртібін, яғни микропроцессорлық жүйeнің қойылған

талапқа сай жұмыс істеу бағдaрламаларын құру тәсілдeрін игеру керек

болады. Демек, микропроцессорлық жүйе жөніндe толық білім алу үшін,

оның аппaраттық бөлігін де, бағдарламалық бөлігін де игеру керек.

Микропроцессорлық техниканы игеругe байланысты тағы бір маңызды

мәселе, ол микропроцессорлық жүйелердің қазіргі зaмандағы ең таралған

түрі - микроконтроллерлeр негізінде нақтылы қызмет атқаруға арналған

арнайы жүйелерді жобалау жұмыстaрының жүзeге асырылу жолдарын игеру,

яғни микроконтроллерлердің командaлар жүйесінің

құрамындағы

командалардың орындaлу ереккшеліктерін ұтымды пaйдалана отырып,

сәйкесті жұмыс бағдарлaмаларын құра білу.

Микропроцессорлық жүйe құрaмындағы әртүрлі қызмет блоктaрының

құрылымы мен олaрдың өзара іс-әрекеттерін ұйымдaстыру принциптерін

игеру негізінде сәйкeсті пәнді оқыту бaрысындағы зертханалық сабақтар

арқылы жүзеге асырылады. Сондықтан, бұл мәселeні шешу үшін осындай

құрылымдарға бaйланысты зертханалық жұмыстaр қойылып, олардың

мазмұны, көлемі техникaлық қамтамасыздандырылуы жағымен қатaр

әдістемелік жағынан да қарастырылуының қажеттігі түсінікті.

Осы aйтылғандарға байланысты, мeнің бакалавриаттық шығарым

жұмысым

ретіндe, микроконтроллерлердің

комaндалар жүйесінің

құрамындағы командалардың орындалу ереккшеліктерін анықтап, оларды

12

сол ерекшеліктеріне байланысты ұтымды пайдалану арқылы бірнеше түрлі

қызмет атқаратын, микроконтроллeрлік жүйелер құрып, олардың жұмыс

бағдарламаларын құру және олардың негізінде оқу процесіне қолдануға

жарамды сәйкесті ұсыныcтар беру тапсырылды.

Шығaрым жұмысыма қойылған тапсырмaны орындaу мынадай жеке

мәселелерді шешу aрқылы орындалды:

− микроконтроллерлeрдің жaлпылама құрылымымен және олардың

ішкі құрaма бөліктемелерінің, яғни сәйкесті қызмет буындaрының құрылым

принциптерімен танысу;

− AVR сәйкeсті өндірістe шығaрылатын,

құрылым мен жұмыс мүмкіндіктeрі жaғынан ерекше түрлерімен танысып,

олардың ішінде сәйкесті пәнді оқыту барысындағы зертханалық сабақтарға

пайдалануға ыңғайлы түрін таңдау;

− 1 - Wire интерфейсі aрқылы дeрeк таратылымын зерттеп, жүзеге

асыру жолдарын түсіндіріп, бағдарламалар құру;

− AVR микроконтроллерінің құрама буындарының жұмыс

мүмкіндіктері мен оның командаларының орындалу ерекшеліктеріне

негізделген құрылымдар құрып, олардың сәйкесті жұмыс бағарламаларын

дайындау және оларды зерттеу.

Бакалавриаттық шығарым жұмысымa қойылған тапсырмaның

және

оған байланысты туынды мәселелердің шешілу барысы жұмыс жазбасында

келесі тәртіппен баяндалды:

Бірінші

бөлімде

микроконтроллeрлердің жaлпылама құрылымы,

нақтылы түрде AVR микроконтроллерінің құрылымы мен түрлері қысқаша

баяндалып, екінші бөлімде AVR микроконтроллерінің негізінде техникалық

қолданымға арналған бірнеше құрылымның жұмыс бағыты баяндалып,

сәйкесті жұмыс бағдарламаларының жалпылама түсініктемесі келтірілді.

Үшінші тарауда істелгeн жұмысыма байланысты экономикалық

есептеу нәтижелері кeлтіріліп, төртінші тарауда өміртіршілік қауіпсіздігі

мәселелeрі талқыланды.

13

1 Микроконтроллерлердің құрылымы

1. 1 Микроконтроллердің құрылым ерекшеліктері

Микроконтроллер - бір чипке сиятын компьютер. Ол жадыдан,

процессордан және кіріс-шығыс порттарынан тұратын интегралды жүйе

болып табылады. Микроконтроллер белгілі бір қойылған тапсырманы

орындау үшін бағдарламаланады. Егер оның қызметін өзгерту немесе

толықтыру қажет болған жағдайда чипке қайта бағдарламаны жүктеу қажет.

Микроконтоллерлердің кәдімгі компьютерлерден айырмашылығы келесідей:

− барлық функциялар бір ғана кіші және ыңғайлы мөлшерде

орналасады;

− нақты тапсырманы орындау үшін бағдарламаланады;

− аз көлемде

энергиямен қоректенеді. Себебі физикалық

параметрлеріне қарай аз мөлшерде ғана энергия қорымен қамтамасыз етіледі;

− бірбағытты кіріс-шығыс порты бар. Перифериялық құрылғылармен

байланыс орнатылатындықтан тиімді болып табылады.

Микроконтоллерді күнделікті

адам қолданатын көптеген

құрылғылардан, мысалы үй техникасынан, қозғалыс құралдарынан және тағы

басқалардан кездестіруге болады. Қазіргі таңда микроконтоллерді

бағдарламалаудың қызметтік және пайдаланушылық мүмкіндіктері

артқандықтан кеңінен қолданысқа ие болып отыр.

Микроконтоллерлердің ең кең таралған түрлері:

− Atmel AVR (ATmega, ATtiny және т. б. ) микроконтоллерлері;

− Microchip Technology PIC (PIC16, PIC24 және т. б. )

микроконтоллерлері;

− ARM технологиясына негізделген микроконтоллерлер.

Қарастырып отырған микроконтоллерлердің ішінде тиімдірегін

анықтау үшін сапасына қарай 4 категорияға бөлеміз: бағасы, физикалық

сипаттамасы, құрылым ортасы және техникалық қолдау. Физикалық

сипаттамасы бойынша келесідей болып табылады:

− процессордың жұмыстық жиілігі - чиптің жұмыс жылдамдығын

анықтайды;

− бағдарламаның жады - чипке жүктелетін максимал көлемін

анықтайды;

− деректерді сақтау жадысының көлемі - бағдарламаның өңделу

көлемін көрсетеді;

− кіріс пен шығыстың саны және оны тағайындау - әртүрлі

өткізгіштің әртүрлі мүмкіндіктері бар;

− таймер саны - уақыт критерийлерінің орындауы үшін маңызды;

− энергияны пайдалану - мобильді қосымшаларда маңызды болып

табылады.

14

Микроконтроллер - электронды құрылғыны басқаруға арналған

микросхема. Қарапайым микроконтроллер жедел есте сақтау құрылғысынан

және тұрақты есте сақтау құрылғысынан тұрады, оның бір кристаллы

процессор мен сыртқы құрылғы қызметін атқарады.

Микроконтроллерлер басқару саласында компьютерлік

автоматтандыруды жаппай қолдану кезінен кеңінен пайдаланыла басталды.

Контроллер дегеніміз басқару. Ең алғашқы і8048 микроконтроллерді

америкалық Intel фирмасы 1976 жылы шығарған болатын. 1978 жылы

Motorola фирмасы МС6801 микроконтоллерін шығарды. Төрт жыл уақыт

өткеннен кейін Intel фирмасы і8051 микроконтоллерін нарыққа шығарады.

Осы микроконтоллер пайдалу жағынан ыңғайлы, құрылғының ішкі және

сыртқы бағдарламалық жады икемді және бағасы қолжетімді болғандықтан

нарықта і8051 микроконтоллері фирмаға көп табыс әкелген болатын.

Микроконтроллердегі жедел есте сақтау құрылғысында бағдарламаны

және деректерді сақтайтын энергияға тәуелсіз жады болады. Кейбір

сыртқы жадыны қосатын шина мүлдем болмайды.

Жадыға жазу тек бір рет қана жүзеге асады.

келесідей перифериялар болады:

− кіріс және шығысты баптауға болатын әмбебеп цифрлық порттар;

− UART, I²C, SPI, CAN, USB, IEEE 1394, Ethernet

сияқты әртүрлі

интерфейстер;

− аналогты -цифрлық және цифрлы - аналогтық түрлендіргіштер;

− компараторлар;

− кең импульсті модулятор;

− таймерлер;

− дисплей мен пернетақта контроллері;

− радиожиілікті қабылдағыш мен таратқыш;

− флеш жады;

− орнатылған тактілік генератор;

Өндірісте шығарылатын микроконтроллерлердің әйгілі түрлері:

− MCS 51 (Intel) ;

− MSP430 (TI) ;

− ARM (ARM Limited) ;

− AVR (Atmel) ;

− PIC (Microchip) ;

− STM8 (STMicroelectronics) .

Микроконтроллерді түрлі басқару саласында және жеке бөліктерде

пайдалану:

− есептеу техникасында: аналық плата, қатты және илгіш дисктер

контроллерінде, CD және DVD, есептеу аппараттары;

− электронды басқару жүйесі қолданылатын, элекроника және

тұрмыстық техникада: кір жуу машиналары, микротолқынды пештер, ұялы

телефондар және қазіргі заманғы аспаптар;

15

− өндірісте: өнеркәсіптік автоматика құрылғылары, білдекпен басқару

жүйесі.

Микроконтроллерлерді бағдарламалау Си және ассемблер тілдерінде

жүргізіледі. Фортран мен Бейсик тілдерінің де компиляторы бар.

Микроконтроллер үшін Си тілінің келесідей белгілі компиляторлары бар:

− GNU Compiler Collection;

− Small Device C Compiller;

− CodeVisionAVR (AVR үшін) ;

− IAR (кез келген МК үшін) ;

− WinAVR (AVR және AVR32 үшін) ;

− Keil (8051 және ARM үшін) ;

− HiTECH (8051 және PIC үшін) ;

− CooCox (ARM үшін) .

Бағдарламаны қалыптау үшін арнайы бағдарламалық симуляторлар,

ішкісхемалық эмулятор және JTAG интерфейсі қолданылады.

Қазіргі таңда микроконтроллерлер қарапайым микротолқынды пештен

күрделі басқару жүйелеріне дейін өміріміздің барлық саласында қолданыс

табуда.

Микроконтоллерлер туралы айта келе, келесідей қорытынды жасауға

болады, яғни микроконтроллерлер қарапайым схемалардағы

микропроцессорлардың орнын басты,

құрастырушының жұмысын

жеңілдетті, өнімді арзан әрі қолжетімді жасады.

Осы дипломдық жобада Atmel компаниясының АVR

микроконтроллерлері зерттелінеді.

1. 2 AVR микроконтроллерлері

AVR бұл Atmel

компаниясы шығаратын RISC 8-битті

микроконтроллерлер топтамасы болып табылады. AVR

микроконтроллерінің Гарвардтық архитектурасы, жеке бағдарламалық

жады және деректер жады бар.

Бағдарлама үшін ішкіжүйелік қайта жазушы Flash жады және

статикалық деректерге арналған EEPROM жадысы орналасқан. Тактілік

жиілігі 16 МГц-ке дейін жетеді.

AVR басым бөлігін бағдарламалық жады

үлкен көлемді серия megaAVR құраса, қалған бөлігін tinyAVR сериялы кіші

корпусты микроконтроллер құрайды. Одан бөлек USB, CAN, LCD, ZigBee,

автоматтар, жарықты басқару және жинақтауыш қорек көзі бар

құрылғыларға арналған сериялары бар.

Барлық AVR-де Flash-жады бағдарлама бар, ол 1-ден 256 кбайтка

дейінгі әртүрлі мөлшерде болады. Оның ең басты ерекшелігінің бірі -

электрлік қайтабағдарламалау негізінде құрылуы. Яғни, бірнеше мәрте

ақпаратты өшіріп, қайта жазуға болады.

16

1. 1 Сурет - АVR микроконтроллерінің түрлері

Деректер жады үш бөліктен тұрады: регистрлік жады, оперативті жады

(ОЗУ) және энергияға тәуелсіз жады (EEPROM) .

Регистрлік жады 32 жалпы тағайындалған, құрама файл регистрлерден

және қызметтік кіріс/шығыс регистрлерден тұрады.

Деректерді ұзақ уақыт аралығында сақтау және микроконтроллерлік

жүйенің қызметін өзгерту барысында қолдану үшін EEPROM жады

қолданылады. EEPROM 64 байттан 4 кбайтка дейінгі энергияға тәуелсіз

электрлік қайта жазу блоктарынан тұрады. EEPROM жады аралықтағы

деректерді сақтауға өте ыңғайлы.

Ішкі жедел статикалық жады Static RAM (SRAM) байттық форматта

болады және деректерді жедел сақтауда қолданылады. RAM-ға жазу және

оқуға шектеу жоқ, бірақ қорек көзін кернеуден алғанда барлық ақпарат

жоғалуы мүмкін.

AVR микроконтроллерінің перифериясына порттар, таймер-есептеуіш,

бақылау таймері, аналогты компараторлар, 10 разрядты 8 арналы АЦТ,

UART, JTAG, SPI интерфейстерінен, кең импульсті модулятордан тұрады.

Микроконтроллердің ең маңызды бөлігі - үзіліс жүйесі. Барлық AVR

микроконтроллерлерде көпдеңгейлі үзіліс жүйесі бар. Үзіліс бағдарламаның

жұмыс кезінде ішкі және сыртқы жағдайды анықтау үшін басым тапсырманы

орындайды.

AVR микроконтроллерлері сегіз немесе он алты битті разрядты бірден

төртке дейінгі таймер/есептегіштен тұрады, олар таймер ретінде де және ішкі

тактілік жиілікті есептегіш болып жұмыс жасайды. Таймер-есептегішті

нақты уақыттық интервалдарды құру, микроконтроллер шығысындағы

импульстарды есептеу, ретті импультерді құру және қабылдап-жіберу ретті

байланыс арнасын тактілеу үшін қолданылады.

Аналогты компаратор микроконтроллердің екі шығысындағы кернеуді

салыстырады. Салыстыру нәтежиесінде бағдарламадан оқылған логикалық

17

мән шығады. Аналогты компаратор mega8515-тен басқа соңғы шыққан

барлық AVR - де бар.

Аналогты-цифрлық түрлендіргіш оның кірісіне берілген кернеуді

сандық мәнде алу үшін қызмет етеді. Оның нәтежиесі АЦТ деректер

регистрінде сақталады.

Ретті перифериялық үшсымды SPI интерфейсі екі құрылғы арасында

ақпаратпен алмасуды ұйымдастыруға арналған. Оның көмегімен цифрлық

патенциометр, АЦТ, ЦАТ, Флеш-ПЗУ т. б. әртүрлі құрылғылар маен

микроконтроллер арасында ақпарат амау жүзеге асады. Осы интерфейс

негізінде микроконтроллерді бағдарламалау жүргізіледі.

JTAG интерфейсі алдыңғы қатарлы мамандар тобы шығарған

электронды компоненттерді тестілеу үшін құрастырылған. Төртсымды JTAG

интерфейсі ішкіжүйелік қалыптауда, микроконтроллерді

бағдарлауда

қолданылады.

AVR 1, 8-ден 6 вольт кернеуінде қоректеніп, қызмет етеді. Активті

режимде тоқты пайдалану қоректену кернеуі мен жиілігіне тәуелді.

AVR микроконтроллерлерін сипаттай келе, зерттелетін жұмыста

ATmega128 микроконтроллері таңдалып алынды.

1. 2. 1 Atmega128 микроконтроллерін сипаттау

ATmega128 - аз қуатты, 8 разрядты кеңейтілген AVR RISC -

архитектурасына негізделген микроконтроллер. Көптеген нұсқауларды

орындау негізіндегі бір машиналық цикл ішіндегі ATmega128-дің өнімділігі

1млн. операция секунд/МКц-ке жетеді. Бұл жобалаушыға энергияны

пайдалану және тезәрекеттілік қатынасында жүйені оптимизациялауға

мүмкіндік береді. Келесі 1. 2 суреттен ATmega128-дің шығыстарын көруге

болады.

18

1. 2 Сурет - ATmega128 кірістері

ATmega128 AVR микроконтроллерінде ішкіжүйелі бағдарламаланатын

128 кбайтты сыйымдылықты флеш-жады, 4 кбайт тұрақты есте сақтау

құрылғысы (ПЗУ), 4кбайт статикалық жедел есте сақтау құрылғысы (ОЗУ)

орналасқан. Сыртқы жадыға 64 кбайтқа дейінгі адрестеу мүмкіндігі бар.

AVR ядросында 32 әмбебап жұмыстық регистр орналасқан. Барлық

сегіз разрядты 32 регистр арифметикалы-логикалық құрылғыға қосылған. Ол

екі түрлі регистрді бір нұсқауда көруге мүмкіндік береді және оны бір циклда

орындайды.

Ішкіжүйелік құрылған бағдарламалаушы флеш-жады бағдарламаның

жадын ішкі жүйе арқылы ретті интерфейс SPI арқылы қарапайым

прогрмматор немесе жүктеу секторында автономды бағдарламалармен қайта

орындауға мүмкіндік береді.

ATmega128 толықтай бағдарламалар жинытығы мен жобалау үшін

аппаратты әдістерде байланыс жасауға болады. Оған Си компиляторы,

19

макроассемблер, бағдарламалық қалыптаушы/симулятор және бағалау

жиынтығы кіреді.

ATmega128 арнайы мүмкіндіктеріне қорек көзін беру кезінде тастау

және қоректену кезінде кернеуді азайту кезіндегі тазату, ішкі және сыртқы

үзіліс көздерін, тактілік жиілікті таңдау, барлық кіріс пен шығыстағы

созатын резистрлерді жалпы сөндіруді, жұмыстық 4, 5 - 5, 5 В кернеуін

жатқызуға болады.

1. 2. 2 Зертханалық құрылым

Дипломдық жобада зерттеуге арнайы оқу стенді НТЦ - 31. 100

пайдаланылды және бағдарламалау ортасы ретінде IAR Embedded Workbench

IDE таңдалынды. Осы бөлімде қысқаша сипаттама берелік.

СУ-МК НТЦ

31. 100 оқу стенді AVR микроконтроллерлер

топтамасын оқып үйренуге негізделген және микропроцессорлік техникада

қолданылады, арнайы есептерді шешу, ақпаратты жинау, сақтауға және

өңдеуге қолданылады. Стенд 8 разрядты ATmega128 микроконтроллері

негізінде құрылған. Ол компьютермен RS-232, USB интерфейстері арқылы

байланысады.

Стендтің басқару бөліктері 1. 3 суртте көрсетілген.

1. 3 Сурет - СУ-МК НТЦ - 31. 100 оқу стендінің алдыңғы панелі

Алдыңғы панелінде келесі басқару бөліктері орналасқан:

− дискретті жарықдиодты индикатор (ДСИ1 . . . ДСИ10 аралығындағы

10 жарықдиодтары) (1) ;

− сегізтаңбалы жетісегментті жарықдиодты индикатор ССИ (2) ;

− қалыптамалық сұйықкристалды индикатор МЖКИ (3) ;

20

− аналогты сигналды шығыс индикаторы ЦАП-ЛСИ (4) ;

− кірістегі аналогтық сигнал имитаторы АЦП АД1 . . . АД3 (5) ;

− дискретті сигнал датчигі (6) ;

− тазарту батырмасы (7) ;

− 12 батырмалы КЛ (8) .

Оқу стендінің артқы панелі келесі 1. 4 суретте көрсетілген.

1. 4 Сурет - СУ-МК НТЦ-31. 100 оқу стендісінің артқы панелі

Оқу стендінің артқы панелінде келесі тетіктер орналастырылған:

− қорек көзін сөндіріп/қосу (1) ;

− «RS232» ажыратып-қосқыш арқылы компьютермен стендті қосу (2) ;

− «RS422/RS485» ажыратып-қосқыш арқылы стендке сыртқы

құрылғыларды қосуға арналған (3) ;

− «USB» ажыратып-қосқыш арқылы компьютермен жеке компьютерді

байланыстаруға арналған (4) ;

− «сыртқы құрылғылар» ажыратып-қосқыш арқылы қосымша

құрылғыларды қосуға арналған (5) ;

− «SD CARD» стендке FLASH - карта жадын қосу (SD, MMC) (6) .

Стенд құрамында келесі жұмыс буындары орнатылған:

− өндірісте: өнеркәсіптік автоматика құрылғылары, білдекпен басқару

жүйесі;

− ATmega128 микроконтроллері;

− JTAG ICE модулі. Бұл модуль қолданбалы бағдарламаны аппарат

ішіндегі схеманы калыптауды жүзеге асырады;

− дискретті 10 ажыратып-қосқыш;

− дискретті 10 жарықдиодты индикатор;

− 7 сегментті динамикалық 8 символдық индикатор;

− сұйықкристалды қалыпты индикатор (2 жолды 16 символ) ;

− қалыптамалы пернетақта (12 батырма) ;

− аналогты-цифрлық түрлендіргіш;

− АЦП жұмысын зерттеуге арналған аналогтық сигнал имираторы;

− ЦАП жұмысын зерттеуге арналған аналогтық сигнал имираторы;

21

− USB порты;

− ретті порт RS232;

− деректерді сақтауға арналған dataflash 512 байттық жады;

− SPI шинасы;

− I2C шинасы;

− SD/MMC шинасы;

− SD Memory Card қосуға арналған ажыратып қосқыш.

Стенд келесі үш режимде жұмыс жасайды:

− қолданушының бағдарламаны жүктеу режимі;

− қолданушының ішкісхемалық бағдарламаны қалыптау режимі;

− қолданушының бағдарламаны нақты уақыт масштабында орындау

режимі.

Қолданушының ішкісхемалық бағдарламаны қалыптау режимі келесі

мүмкіндіктерді қамтамасыз етеді:

− негізгі мәтін бойынша берілген бағдарламаның орындалуын

қадағалау (С және ассемблер тілінде жазу) ;

− бағдарламаның рет бойынша қалыпталуын;

− бағдарламаны тоқтату, үзіліс жасау;

− регистрлердегі кіріс пен шығысты модификациялау.

Жеке компьютерге қойылатын талаптар:

− қолданушының бағдарламаны нақты уақыт масштабында орындау

режимі;

− операциялық жүйе: Microsoft Windows 7, Microsoft Windows XP;

− байланыс порттары: USB;

− процессор: Intel Atom 1600 MHz;

− жедел жады: 512 MB;

− ақпаратты енгізу құрылғысы: пернетақта, тышқан;

− ауыстырмалы оқу тасушы құрылғысы: CD-ROM.

НТЦ-31. 100 оқу стендісінің жалпы түрі 1. 5 суретте келтірілген.

22

1. 5 Сурет - НТЦ-31. 100 оқу стенді

Құрылым бағдарламалы IAR Embedded Workbench ортасында жұмыс

істеуге бағытталған. IAR Embedded Workbench - С, С++ және ассемблер

тілдерінде әртүрлі микроконтроллерлерге қосымша құрастыруға арналған

көпқызметтік орта. Бағдарламалау ортасының негізгі артықшылығы - нақты

уақыттағы әртүрлі операциялық жүйелерде жүзеге асуы және JTAG -

адаптері орналасуында. Қазіргі таңда IAR Embedded Workbench 8-, 16-, 32-

разрядты Atmel, ARM, NEC, Analog Devices, Freescale, NXP, Samsung,

Renesas және т. б. компаниялардың