Разработка контроллера управления последовательным портом
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
?та от перегрузок по току
3.2 Микросхема МС145407
кремниевая, КМОП - микросхема (КМОП - комплементарная логика на транзисторах металл-оксид-полупроводник). В технологии КМОП используются полевые транзисторы с изолированным затвором с каналами разной проводимости. Отличительной особенностью схем КМОП по сравнению с биполярными технологиями является очень малое энергопотребление в статическом режиме (в большинстве случаев можно считать, что энергия потребляется только во время переключения состояний).- интерфейсный приемопередатчик последовательных данных стандартов EIA/TIA-232E и CCITT V.28 с напряжением питания +5В. Микросхема содержит 3 передатчика и 3 приемника последовательных данных стандарта RS-232.
При разработке интерфейсных микросхем основными критериями являлось минимальное энергопотребление и максимальная экономия места на печатной плате. Поэтому практически сразу же пришлось отказаться от стандартных микросхем приемопередатчиков RS-232, требующих использования трех различных источников питания +5 В и 12 В.
На первом этапе для питания микросхем стал использоваться один источник питания +5 В. А поскольку для соответствия стандарту RS-232 необходимо обеспечить размах выходного сигнала порядка 7 В, то в состав микросхемы вошли удвоитель напряжения и инвертор на переключаемых конденсаторах. Теперь для питания микросхемы стало достаточно подвести только +5 В и установить 4 конденсатора номиналом по 1 мкФ.обеспечивает высокую производительность и низкое энергопотребление. На рисунках 3.2, 3.3 и 3.4 изображены схемы основных элементов MC145407. На рисунке 3.5. представлено назначение контактов микросхемы.
Рисунок 3.2. Схема преобразования напряжения питания
Рисунок 3.3. Схема приемника (*Схема защиты)
Рисунок 3.4. Схема передатчика
Рисунок 3.5. Назначение контактов микросхемы MC145407
.3 Микросхема MC34064
Микросхема MC34064 представляет собой детектор понижения напряжения ниже допустимого уровня. Микросхема предназначена для использования в микропроцессорных системах с 5-ти вольтовым питанием для формирования сигнала Reset во всех случаях, когда напряжение питания снижается до опасного, с точки зрения безошибочной работы системы уровня. Области применения MC34064:
Запоминающие устройства (ОЗУ) с аварийным батарейным питанием;
Средства защиты от неправильного функционирования микропроцессорной системы при включениях/выключениях питания;
Средства защиты от неправильного функционирования микропроцессорной системы в результате случайных перебоев подачи питания.
Как компонент средств установки в исходное состояние микропроцессорного оборудования: персональных компьютеров, принтеров, видеомагнитофонов, автомобильных контролеров и др.
На рисунке 3.6 представлена блок-схема MC34064. Микросхема имеет 3 вывода: 1 - сброс; 2 - вход (подключается к источнику питания); 3 - земля.
Рисунок 3.6. Блок-схема MC34064
Особенности микросхемы:
Компаратор с температурно-компенсированным порогом и гистерезисом, для предотвращения неустойчивости в пороговой зоне;
Порог срабатывания компаратора 4.6+/-0.1В гарантируется в полном рабочем диапазоне температур;
Напряжение гистерезиса 20 мВ;
Нагрузочная способность выхода Reset на втекающий ток не менее 10 мА;
Гарантия правильной работы сигнала Reset при входном напряжении начиная с 1 В;
Внутренний защитный диод для разряда конденсатора задержки;
Низкий ток потребления в режиме ожидания.
4. Анализ работы устройства
.1 Структурная схема устройства
Структурная схема контроллера управления последовательным портом приведена на рисунке 4.1. Она состоит из 5 основных блоков.
Рисунок 4.1. Структурная схема контроллера
Центральным элементом схемы управления последовательным портом является однократно программируемый контроллер MC68HC705J1A (Motorola). Напрямую контроллер подключать к com-порту, конечно же, нельзя. Для сопряжения используют микросхему MC145407, представляющую собой интерфейсный приемопередатчик последовательных данных стандартов EIA/TIA-232E и CCITT V.28. Сигнальные линии соединяются крест-накрест, то есть RxD МК на TxD ИС, а RxD ИС на TxD МК. Шлейф (Flat Ribbon Cable) соединяет MC145407 с последовательным портом.
Детектор понижения напряжения MC34064 был использован, чтобы показать самую надежную схему сброса. ИС формирует сигнал Reset при понижении напряжения питания до 4.5-4.7В. Это обеспечивает защиту от медленного линейного изменения питания. Когда напряжение питание опускается ниже этого уровня, CPU может начать выполнять некоторые инструкции неправильно. В результате могут происходить не запланированные процессы во внутренней памяти и на линиях управления. Это может привести к повреждению информации в регистрах CPU, I/O регистрах и в памяти данных. Детектор обеспечивает защиту от провалов напряжения ("Brown-Outs" - когда напряжение питания ниже допустимого уровня, или "Black-Outs" - когда на какое-то время оно полностью пропадает).
Кварцевый генератор с частотой 4 МГц тактирует микроконтроллер.
Если присутствует шум или произошла ошибка кадра во время приема символа, горят соответствующие светодиоды (LED1 и LED2), сигнализируя об ошибке.
.2 Описание программного обеспечения
Блок-схема управления приведена в приложении В, а фактический ассемблерный код - в приложении Г.
Программное обеспечение SCI состоит из двух основных подпрограмм, которые вызыва