Разработка и изготовление автомата подачи звонков
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
sp;
* - бит чтения/записи или бит направления
Рис. 5. Передача данных по двухпроводной последовательной шине
В зависимости от состояния бита возможны два типа передачи данных:
) Передача данных от ведущего передатчика ведомому приёмнику.
Первый байт, передаваемый ведущим, - это адрес ведомого. Далее следует некоторое количество байтов данных. Ведомый возвращает подтверждающий бит после каждого принятого байта. Данные передаются, начиная со старшего бита (most significant bit - MSB).
) Данные передаются от ведомого передатчика ведущему приёмнику.
Первый байт (адрес ведомого) передаётся ведущим. Ведомый возвращает подтверждающий бит. За ним следует передаваемое ведомым некоторое количество байтов данных. Ведущий возвращает подтверждающий бит после всех принимаемых байтов кроме последнего байта. В конце последнего принятого байта возвращается "неподтверждение". Ведущее устройство генерирует все последовательные синхроимпульсы, а также условия START и STOP. Передача заканчивается условием STOP или повтором условия START. Поскольку повторение условия START также является и началом следующей последовательной передачи, шина не освобождается. Данные передаются, начиная со старшего бита.может работать в следующих двух режимах:
) Режим ведомого приёмника (режим записи DS1307).
Последовательные данные принимаются по SDA и синхронизируются по SCL. После каждого принятого байта передаётся бит подтверждения. Условия START и STOP распознаются как начало и конец последовательной передачи. Распознавание адреса выполняется аппаратно после приёма адреса ведомого и бита направления (см. рис. 6).
Байт адреса - это первый байт, принятый после генерации ведущим условия начала. Он содержит 7 битов адреса DS1307, который имеет значение 1101000, и следующий за ним бит направления (), который для записи равен 0. После приёма и декодирования адресного байта DS1307 выдаёт на линию SDA подтверждение, после чего ведущий передаёт в устройство адрес регистра. Это установит регистровый указатель. Затем ведущий начинает передачу байтов данных, каждый из которых будет подтверждаться DS1307. Чтобы завершить запись данных, ведущий генерирует условие окончания.
Рис. 6. Запись данных - режим ведомого приёмника
) Режим ведомого передатчика (режим чтения DS1307).
Первый байт принимается и обрабатывается так же, как и в режиме ведомого приёмника. Однако в этом режиме бит направления будет указывать, что направление передачи инвертировано. DS1307 передаёт последовательные данные по линии SDA пока на линию SCL поступают последовательные синхроимпульсы. Условия START и STOP распознаются в начале и в конце последовательной передачи (см. рис. 7).
Байт адреса - первый байт, принимаемый после стартового условия, генерируется ведущим. Байт адреса состоит из 7-битного адреса DS1307, который равен 1101000, и следующего за ним бита направления передачи (), который для чтения равен 1. После приёма и декодирования байта адреса, устройство выдаёт подтверждение на линию SDA. Затем DS1307 начинает передавать данные, начиная с указанного адреса, находящегося в регистровом указателе. Если перед началом чтения указатель регистра не записан, то первый читаемый адрес - это адрес, который был сохранён в нём последним. DS1307 должен принять "неподтверждение" для окончания чтения.
Рис. 7. Чтение данных - режим ведомого передатчика
Удобства применения шины I2C очевидны - малое количество соединительных линий и высокая скорость обмена, простота аппаратной реализации линии связи. Наиболее широко поддерживает шину I2C, конечно же, фирма Philips, производящая множество ИС различной сложности с управлением по I2C. В первую очередь, можно выделить микросхемы энергонезависимой памяти (EEPROM) серии 24Схх в 8-ми выводных корпусах, фактически ставшие промышленным стандартом. Из широко распространенных ИС можно выделить: микросхемы часов PCF8583, параллельный порт PCF8574, 4-х канальный 8-ми разрядный АЦП PCF8591. Существует множество модификаций этих ИС и более специализированные контроллеры.
С использованием I2C разработано множество продуктов, особенно в области бытовой электроники.
Глава 2. Разработка принципиальной электрической схемы и печатной платы автомата подачи звонков
.1 Разработка блок схемы автомата
Рассмотрим блок-схемы предыдущих версий Автомата подачи звонков разработанных студентами факультета технологии и предпринимательства.
Блок-схема автомата подачи звонков разработанного Яцкивым И.С. приведена на рисунке 8. Автомат содержит следующие блоки: электронные часы с блоком управления, блок памяти с дешифратором адреса (преобразователь уровней, формирователь статического двоично-десятичного кода текущего времени, репрограммируемое постоянное запоминающее устройство (РПЗУ)), таймер с электронным реле, к которому подключается нагрузка, сетевой блок питания с возможностью переключения на питание от аккумулятора отдельных элементов автомата.
Рис. 8. Блок-схема автомата подачи звонков разработанного Яцкивым И.С.
Недостатки этого варианта автомата подачи звонков в том, что он выполнен на микросхемах средней функциональной сложности серии К176, получилось несколько десятков корпусов, что усложняет схему и габариты автомата.
Блок-схема автомата подачи звонков разработанного Малютиным В.А. приведена на рисунке 9. Структурная схема электронных часов на микропроцессоре состоит из 6 основных блоков. Тактовый ге