Разработка и исследование аналого-цифровой управляемой системы
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
ам наиболее популярных коммуникационных протоколов. Номенклатура насчитывает более 500 различных контроллеров со всевозможными вариациями периферии, памяти, количеством выводов, производительностью, диапазонами питания и температуры и т. д. [5]
Особый акцент MICROСHIP делает на максимально возможное снижение энергопотребления для выпускаемых микроконтроллеров. При работе на частоте 4 МГц PIC-контроллеры, в зависимости от модели, имеют ток потребления меньше 1,5 мА, а при работе на частоте 32,768 КГц - ниже 15 мкА. Поддерживается спящий режим работы. Диапазон питающих напряжений PIC-контроллеров составляет 2,0...6,0 В.
Микроконтроллер в нашем случае должен выполнять задачу, которую можно проиллюстрировать следующим образом (рисунок 20)
Рисунок 20 - Внутреннее строение контроллера на рисунке - такт квантования контроллера
Арифметико-логическое устройство формирует по входным переменным выходные, выполняя заданную функцию. АЛУ содержит в своём составе устройство хранящие характеристику результата выполнения операции над данными, называемое регистром флага.
Таймер согласовывает работу внутренних элементов контроллера.
Воспользуемся продуктом dsPIC30F5011. Так как задачи, выполняемые в нашей системе, не слишком сложны и не требуют больших функциональных возможностей, не обязательно применять высокотехнологичный микроконтроллер последнего поколения. Достаточно взять средний по возможностям продукт, чтобы не переплачивать лишние деньги. Например, подойдёт 16-тиразрядный микроконтроллер цифровой обработки сигналов средней скорости с внутренним оiиллятором.
Опишем особенности семейства контроллеров цифровой обработки сигналов dsPIC30F и dsPIC33F
Компания Microchip предлагает два семейства 16-ти разрядных Flash микроконтроллеров с поддержкой команд цифровой обработки сигналов - dsPIC30F и dsPIC33F. Высокое быстродействие в (30 MIPS для dsPIC30F и 40 MIPS для dsPIC33F) и эффективная система команд позволяет использовать контроллеры в сложных системах реального времени. Ключевые особенности:
расширенная система команд, включающяя специфические команды поддержки цифровой обработки сигналов (DSP).
-разрядные инструкции выполняются за 4 периода тактовой частоты у dsPIC30F и за 2 - у dsPIC33F, за исключением команд деления, переходов, команд пересылки данных из регистра в регистр и табличных команд.
разрядность программного счетчика (24 бита) позволяет адресовать до 4М слов программной памяти (4М*24бит).
аппаратная поддержка циклов типа DO и REPEAT, выполнение которых не требует дополнительных издержек программной памяти и времени на анализ условий окончания, в то же время эти циклы могут быть прерваны событиями прерывания в любой момент;
рабочих регистров, каждый регистр массива может выступать как данные, адрес или смещение адреса
два класса команд: микроконтроллерные инструкции (MCU) и команды цифровой обработки сигналов (DSP). Оба этих класса равноправно интегрированы в архитектуру контроллера и обрабатываются одним ядром.
различные типы адресации;
система команд оптимизирована для получения максимальной эффективности при программировании на языке высокого уровня Си.
Характеристики выбранного контроллера (таблица 1)
Таблица 1
Наименование характеристики ЗначениеАрхитектура 16-bit Скорость ЦПУ (MIPS) 30 Тип Памяти Flash Программная память (KB) 66 Величина RAM (Byte) 4,096 Температурный диапозон C от -40 до 125 Рабочий диапазон напряжения (V) от 2.5 до 5.5 Контактов ввода/вывода 52 Количество контактов 64 Особеность системного вида PBOR, LVD Внутренний генератор тактовых импульсов 7.37 MHz, 512 kHzОсобенности nanoWatt Fast Wake/Fast ControlЦифровые контактные периферии 2-UART, 2-SPI, 1-I2C Аналоговые периферии 1-A/D 16x12-bit @ 200(ksps) Компараторы 0 CAN (#, type) 2 CAN Захват/Сравнение/PWM Периферии 8/8 Таймеры 5 x 16-bit 2 x 32-bit Параллельный порт GPIO Техническое обеспечение RTCC No DMA 0 Цена до от 1 до 5шт.250р.
Рассмотрим подробнее принцип подключения через порт GPIO.
Назначение и возможности
Адаптер GPIO предназначен для преобразования сигналов шины GPIO в логические сигналы для подключения к COM-порту компьютера iелью организации Микшера, а также для преобразования сигналов оповещения, идущих через COM-порты в сигналы GPIO.
Подключение
Конструктивно устройство выполнено в виде компьютерной платы. Плата устанавливается на место любой свободной планки. Перед подключением выключить компьютер. Питание к плате подключается стандартным кабелем питания внутри компьютера.
Подключение к Com-портам может быть выполнено двумя способами:
Внешними кабелями, имеющимися в комплекте.
Если на материнской плате компьютера имеется внутренний Com-порт, можно к нему подключить либо сигнал дистанционного управления, либо реализовать оповещение через дополнительные разъемы, установленные на плате.
Внутренние разъемы Com-портов компьютеров имеют разную цоколевку. Известны две разные цоколевки. Используйте документацию к материнской плате компьютера, чтобы обеспечить правильное подключение. Разъемы, расположенные на плате адаптера имеют разводку соответствующую разводке 9-pin Com-порта. Т.е. 1 вывод соответствует 1-му выводу, 2-ой - 2-ому и т.д.
Разъемы для подключения к внутренним Com-портам компьютера подключены параллельно внешним разъемам. Нельзя одновременно подключать внутренний разъем Оповещение 1 и внешний Оповещение 1 во избежание выхода из строя Com-портов компьютера.
Выход оповещения выполнен с использованием твердотельных реле HSR412. Они позволяют коммутировать н