Всего на сайте:
148 тыс. 196 статей

Главная | Электроника

Типовая структура микроконтроллера.  Просмотрен 160

Понятие встроенной системы. Назначение и основные функции.

Встра́иваемая систе́ма(встро́енная систе́ма,англ. embedded system) — специализированная микропроцессорная система управления, контроля и мониторинга, концепция разработки которой заключается в том, что такая система будет работать, будучи встроенной непосредственно в устройство, которым она управляет.

Областью применения встроенных систем являются:

средства автоматического регулирования и управления техпроцессами, например авионика, контроль доступа;

станки с ЧПУ;

банкоматы, платёжные терминалы;

телекоммуникационное оборудование.

Типовая структура микроконтроллера.

  1. Организация памяти микроконтроллера. Расширение памяти.

Большинство современных микроконтроллеров имеют Гарвардскую архитектуру и содержат 3 вида памяти:

память программ FLASH;

оперативная память (ОЗУ) SRAM (Static RAM);

энергонезависимая память данных EEPROM.

Адресные пространства указанных видов памяти, как правило, разделены. Способы адресации и доступа к этим областям памяти также различны. Такая структура позволяет центральному процессору работать одновременно как с памятью программ, так и с памятью данных, что существенно увеличивает производительность. Каждая из областей памяти данных (SRAM и EEPROM) также расположена в своем адресном пространстве.

Несмотря на существующую тенденцию по переходу к закрытой архитектуре МК, в некоторых случаях возникает необходимость подключения дополнительной внешней памяти (как памяти программ, так и данных).

Если МК содержит специальные аппаратные средства для подключения внешней памяти, то эта операция производится штатным способом (как для МП).

Второй, более универсальный, способ заключается в том, чтобы использовать порты ввода/вывода для подключения внешней памяти и реализовать обращение к памяти программными средствами. Такой способ позволяет задействовать простые устройства ввода/вывода без реализации сложных шинных интерфейсов, однако приводит к снижению быстродействия системы при обращении к внешней памяти.

 

  1. Таймеры. Функции и организация.

Определение. Зависанием называют зацикливание программы в результате ошибки, допущенной программистом, либо в результате действия внешней помеxu.

Для каждой микросхемы нужен всего один сторожевой таймер. В любом мик­роконтроллере АVR такой таймер имеется.

Назначение: таймеры общего назначения используются для формирования различных интервалов времени и прямоугольных импульсов заданной частоты. Кроме того, они могут работать в режиме счетчика и подсчитывать тактовые импульсы заданной частоты, измеряя, таким образом, длительность внешних сигналов, а также при необходимости подсчитывать количество любых внеш­них импульсов.

  1. Реализация больших временных интервалов.

Исходя из этого, для реализации интервала времени заданной продолжительности T, сек, необходимо выполнить такие действия:

1.

Проверить возможность реализации заданного интервала. Должно выполняться условие

[ T / Ti ] < Nmax,

где Ti - период следования подсчитываемых импульсов, (импульсы ГТИ МК51);

Nmax - максимальное число, которое может быть записано в таймерный регистр в конкретной конфигурации; [ ] - операция взятия целой части.

В случае невыполнения условия надо выбрать другой режим работы таймера или осуществить измерение на каскаде из двух (или больше) таймеров.

2. В таймерные регистры необходимо загрузить стартовое число, от которого будет начинаться счет; значение стартового числа определяется формулой

Ns = Nmax - [ T / Ti ].

После этого таймер может быть включен (например, командой SETB TRx), и через T секунд (с точностью Ti) при переполнении будет сформированный сигнал прерывания TFx, то есть процессор получит информацию о завершении заданного интервала. Процесс реализации интервала иллюстрируется схемой (рис. 14.6):

  1. Цифро-аналоговые преобразователи.

Цифро-аналоговые преобразователи

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) предназначен для преобразования числа, определенного, как правило, в виде двоичного кода, в напряжение или ток, пропорциональные значению цифрового кода. Схемотехника цифро-аналоговых преобразователей весьма разнообразна. На рис. 1 представлена классификационная схема ЦАП по схемотехническим признакам. Кроме этого, ИМС цифро-аналоговых преобразователей классифицируются по следующим признакам:

По виду выходного сигнала: с токовым выходом и выходом в виде напряжения

По типу цифрового интерфейса: с последовательным вводом и с параллельным вводом входного кода

По числу ЦАП на кристалле: одноканальные и многоканальные

По быстродействию: умеренного и высокого быстродействия

http://www.studfiles.ru/preview/4268829/

  1. ШИМ модуляция.

Широтно-импульсная модуляция — процесс управления мощностью, подводимой к нагрузке, путём изменения скважности импульсов, при постоянной частоте. Различают аналоговую ШИМ и цифровую ШИМ, двоичную (двухуровневую) ШИМ и троичную (трёхуровневую) ШИМ.

  1. Аналого-цифровые преобразователи.

АЦП преобразуют входной аналоговый сигнал в последовательность цифровых кодов. В общем случае микросхему АЦП можно представить в виде блока, имеющего один аналоговый вход, один или два входа для подачи опорного (образцового) напряжения, а также цифровые выходы для выдачи кода, соответствующего текущему значению аналогового сигнала.

Часто микросхема АЦП имеет также вход для подачи тактового сигнала CLK, сигнал разрешения работы CS и сигнал, говорящий о готовности выходного цифрового кода RDY. На микросхему подается одно или два питающих напряжения и общий провод. В целом микросхемы АЦП сложнее, чем микросхемы ЦАП, их разнообразие заметно больше, и поэтому сформулировать для них общие принципы применения сложнее.

Предыдущая статья:Какую траву нельзя давать кроликам! Следующая статья:Системы прерываний.
page speed (0.0111 sec, direct)