Построить МПС

Основа схемы – микроконтроллер ATmega8А с зашитой в него программой. Он работает отвнутреннего тактового RC‐генератора на 8МГц.
Сборки транзисторных ключей VT2-VT9 предназначены для усиления выходов микроконтроллера, с целью увеличения яркости светодиодов.
VT1 – транзисторный преобразователь уровня.


Рисунок 4 – Схема подключения контроллера.
Порт В управляет строками табло, порт С – столбцами табло через сдвиговые регистры. Для программирования используется СОМ-порт компьютера.
 
3. Составление алгоритма работы и программы микроконтроллера.

В главном цикле микропроцессорная система ожидает появления фронта стробирующего импульса, после чего происходит загрузка данных. После её окончания считываются значения количества переданных символов и текущей скорости. Далее считываются первые ...

Содержание

1. Анализ задания и поиск возможных решений. 3
1.2 Обзор восьмиразрядных процессоров. 4
2. Определение конфигурации МПС. 8
2.2 Описание светодиодной матрицы. 9
2.3 Принципиальная схема МПС для управления табло. 11
3. Составление алгоритма работы и программы микроконтроллера. 12
4. Обеспечение совместимости данных со стандартом ASCII. 14
5. Отладка программы 15
Список использованных источников. 16

1.2 Обзор восьмиразрядных процессоров.

В настоящее время на рынке присутствует несколько производителей требуемых микропроцессоров:
• Intel
o Intel 8051 (микроконтроллер, с раздельной памятью команд и данных) (1980 год)
• Infineon
o XC800 family (семейство микроконтроллеров, основанных на 8051) (2005 год)
• Zilog
o Zilog Z180 (совместимый с Z80) ([1986 год])
o Zilog eZ80 (совместимый с Z80)
• MOS Technology
o MOS Technology 6510
o MOS Technology 8502
• MicrochipTechnology (семейство микроконтроллеров PIC)
o Microchip PIC10
o Microchip PIC12
o Microchip PIC16
o Microchip PIC18
• Atmel AVR - семейство микроконтроллеров:
o ATmega8A
o AVR XMEGA 8E
• HudsonSoftHuC6280 (основан на WDC 65C02)
• NEC78K0 - семейство микроконтроллеров:
o NEC78K0S/
С точки зрения распространённости микросхемы, дост упности программного обеспечения выбираем 8-разрядныймикроконтроллер ATmega8A с приведёнными ниже характеристиками.
Отличительные особенности:
1) 8-разрядный высокопроизводительный AVR микроконтроллер с малым потреблением энергии;
2) Прогрессивная RISC архитектура, 130 высокопроизводительных команд, большинство команд выполняется за один тактовый цикл;
3) 32 8-разрядных рабочих регистра общего назначения Полностью статическая работа;
4) Приближающаяся к 16 MIPS (при тактовой частоте 16 МГц) производительность;
5) Встроенный 2-цикловый перемножитель;
6) Энергонезависимая память программ и данных;
7) 8 Кбайт внутрисистемно программируемой Flash памяти (In-SystemSelf-ProgrammableFlash), которая обеспечивает 1000 циклов стирания/записи, дополнительный сектор загрузочных кодов с независимыми битами блокировки;
8) Обеспечен режим одновременного чтения/записи (Read-While-Write);
9) 512 байт EEPROM. Обеспечивает 100000 циклов стирания/записи. 1 Кбайт встроенной SRAM;
10) Программируемая блокировка, обеспечивающая защиту программных средств пользователя.
Встроенная периферия:
1) Два 8-разрядных таймера/счетчика с отдельным предварительным делителем, один с режимом сравнения;
2) Один 16-разрядный таймер/счетчик с отдельным предварительным делителем и режимами захвата и сравнения;
3) Счетчик реального времени с отдельным генератором;
4) Три канала PWM;
5) 8-канальный аналого-цифровой преобразователь (в корпусах TQFP и MLF); имеющий 6 каналов с 10-разрядной точностью и 2 канала с 8-разрядной точностью;
6) 6-канальный аналого-цифровой преобразователь (в корпусе PDIP):4 канала с 10-разрядной точностью ит2 канала с 8-разрядной точностью;
7) Байт-ориентированный 2-проводный последовательный интерфейс, Программируемый последовательный USART; последовательный интерфейс SPI (ведущий/ведомый);
8) Программируемый сторожевой таймер с отдельным встроенным генератором;
9) Встроенный аналоговый компаратор.

Обеспечивает 100000 циклов стирания/записи. 1 Кбайт встроенной SRAM;Программируемая блокировка, обеспечивающая защиту программных средств пользователя.Встроенная периферия:Два 8-разрядных таймера/счетчика с отдельным предварительным делителем, один с режимом сравнения;Один 16-разрядный таймер/счетчик с отдельным предварительным делителем и режимами захвата и сравнения;Счетчик реального времени с отдельным генератором;Три канала PWM;8-канальный аналого-цифровой преобразователь (в корпусах TQFP и MLF); имеющий 6 каналов с 10-разрядной точностью и 2 канала с 8-разрядной точностью;6-канальный аналого-цифровой преобразователь (в корпусе PDIP):4 канала с 10-разрядной точностью ит2 канала с 8-разрядной точностью;Байт-ориентированный 2-проводный последовательный интерфейс, Программируемый последовательный USART; последовательный интерфейс SPI (ведущий/ведомый);Программируемый сторожевой таймер с отдельным встроенным генератором;Встроенный аналоговый компаратор.Специальные микроконтроллерные функции:Сброс по подаче питания и программируемый детектор кратковременного снижения напряжения питания;Встроенный калиброванный RC-генератор;Внутренние и внешние источники прерываний;Пять режимов пониженного потребления: Idle, Power-save, Power-down, Standby и снижения шумов ADC.Выводы I/O: 23 программируемые линии ввода/вывода.28-выводной корпус PDIP.Рабочие напряжения: 4,5 - 5,5 В (ATmega8А).Рабочая частота: 0 - 16 МГц (ATmega8А).Расположение выводов показано на рисунке 1.Рисунок 1 – Схема расположения выводов корпуса.2. Определение конфигурации МПС.2.1 Конфигурирование входов и выходов МПСНа входе в систему имеем следующие управляющие сигналы:1) стробируемый восьмиразрядный канал данных, схема работы иллюстрируется на рисунке 2;Рисунок 2 – Передача данных в микропроцессор.2) сигнал прерывания;3) сигнал синхронизации 1 МГц.На выходе системы имеем следующие сигналы:На выходах 0-7 Порта 1 МП подключение катодов светодиодов бегущей строки;На выходах 0-7 Порта 2 сигнал, подающийся на сдвиговые регистры для подключения анодов светодиодов.2.2 Описание светодиодной матрицы.Данный документ описывает принципиальную схему двухцветной светодиодной матрицы и возможные варианты ее подключения к контроллеру табло.Светодиодная матрица включает в себя светодиоды и схему управления на микросхемах сдвиговых регистров (рисунок 3). Каждый пиксель изображения состоит из двух светодиодов красного и зеленого цвета. Графическое поле табло по заданию имеет размер до 8х96 цветных пикселей (или всего 8х192 светодиодов). Самый крайний правый столбец имеет красный цвет (Red), левый – зеленый(Green).Рисунок 3 – Схема трёхцветного светодиодного табло (пример).Столбцы, образуемые катодными выводами светодиодов, через резисторы подключаются на сдвиговые регистры. Эти резисторы ограничивают ток, протекающий через микросхему, и задают яркость свечения светодиодов.