Дипломная работа: Створення мікропроцесорної системи для багатоканального інформаційного табло

- Можливість само програмування;

- Різні способи синхронізації: вмонтований RC –генератор з внутрішньою та зовнішньою часу задаючою RC – ланцюгом, вмонтований генератор з зовнішнім кварцовим або п’єзокерамічним резонатором, зовнішній сигнал синхронізації;

Мікроконтролери сімейства MEGA мають великий набір периферійних пристроїв:

- Один або два 8-бітних таймера/лічильника. В усіх моделях з двома 8-бітними таймерами/лічильниками один з них може працювати в якості годинників реального часу (в асинхронному режимі);

- Від одного до 16-бітних таймерів/лічильників;

- Сторожовий таймер;

- Аналоговий компаратор;

Послідовний синхронний інтерфейс SPI;

1.2.2 Дешифратор SN74LS145N

Мікросхема SN74LS145N – являє собою двіково-десяткові монолітні дешифратори/драйвери, які складаються з восьми інверторів і десяти логічних елементів І-НІ, с чотирма входами. Інвертори підключені в парах, щоб зробити дані входів двійково-десяткового коду доступними для декодування на логічних елементах І-НІ. Повне і правильне декодування логіки входів двійково-десяткового коду гарантує, що всі виводи залишаться захищеними для всіх недопустимих комбінацій двійкового коду. Ця високоефективна особливість дешифраторів, які побудовані на n-p-n транзисторах, дає змогу використовувати їх як для управління індикатором, так і для інших електричних пристроїв. Кожен з транзисторних виводів дешифратора SN74LS145 витримує напругу до 15 вольт і силу струму – до 80 міліампер, і кожен вхід відповідно витримує таке навантаження. Пристрій потребує близько 215 міліват потужності. Входи і виходи дешифратору повністю сумісні для роботи з ТТЛ схемами або логічними каналами ліній передачі даних, також виводи сумісні с більшістю інтегральних схем.

Рисунок 3 Графічне зображення SN74LS145N

Для побудови мікропроцесорної системи недостатньо мікроконтролера та дешифратора. Всі мікропроцесорні та навіть елементарні системи будуються за допомогою таких складових як конденсатори, резистори, діоди та інших елементів. Кожен з них виконує свою власну функцію. Стабілізації, згладжування, та збільшення опору або очищення від шумів на схемі.

2 СПЕЦІАЛЬНИЙ РОЗДІЛ

2.1 Розробка принципової схеми годинника

2.1.1 Етапи створення принципової схеми

Для реалізації теми дипломного проекту, а саме проектування мікропроцесорної системи для багатоканального інформаційного табло, необхідно створити годинник та під’єднати його до табло.

Розпочнемо з створення годинників. Для стабільної роботи та виконання відповідних функцій необхідно було обрати елементи для реалізації завдання. На даному етапі розвитку мікроелектроніки широке розповсюдження отримали AVR мікроконтролери. Однією з переваг мікроконтролерів на відмінність від мікросхем є те, що вони можуть виконувати велику кількість підпрограм завдяки потужному контролеру, який містить великий об’єм оперативної пам’яті (від 512 Кбіт), а також мікроконтролери володіють багатим різноманіттям периферійних пристроїв і великою кількістю портів вводу виводу даних. Тому в дипломному проекті було обрано саме мікроконтролер серії ATmega.

ATMega-8 - 8-розрядний КМОП мікроконтролер заснований на архітектурі Atmel AVR. Контролер виконує більшість інструкцій за 1 такт, тому обчислювальна потужність контролера рівна 1MIPS на 1 Мгц. Блок схема процесора показана на рисунку 4.

Рисунок 4 Блок – схема процесора ATMega 8

Мікроконтролер має RISC – архітектуру, але формат команди двооперандний, за один такт може бути звернення тільки до двох регістрів. Контролер містить 32 регістри, які можуть рівноправно використовуватися в арифметичних операціях.

Основні апаратні характеристики мікроконтролера:

- 8 кб флеш пам’яті команд;

- 512 байт електричнопрограмовної пам’яті;

- 1 кбайт статичної пам’яті;

- 23 лінії ввода/вивода загального призначення;

- 32 регістра загального призначення;

- три багатоцільових таймера – лічильника з режимом порівняння;