Дипломная работа: Створення мікропроцесорної системи для багатоканального інформаційного табло
Таймера можуть тактуватися різними сигналами 2-й таймер є 8-ми бітовим, і може генерувати частоту і сигнали із змінною шин, генерувати переривання по переповнюванню і досягненню значення.
Аналоговий компаратор використовує 2 вхідні сигнали і виставляє біт порівняння в "1". Компаратор може бути сполучений з таймером для фіксації моменту переходу біта з результатом компаратора в інше значення. Всього мультиплексор може комутувати до 8 входів.
В флеш-пам'яті виділена область завантажувача, яка може бути захищена від стирання, а також в неї існує програма, що може використовуватися як завантажувач виконуваних кодів за допомогою будь-якого інтерфейсу контролера. Природно внутрішня флеш-пам'ять може програмуватися ззовні програматором в двох режимах – паралельному і послідовному [2].
З урахуванням особливостей мікроконтролера було обрано відповідні елементи. Одним із них є дешифратор SN74LS145. Потім слід обрати блок живлення, який буде відповідатипараметрам схеми.
Для створення схеми блока живлення, перш за все, необхідно визначитися початковими параметрами – напругу, яка буде видавати наш блок живлення та максимальний струм, який він буде спроможний видавати в навантаженні. Тобто, наскільки потужне навантаження можливо до нього під’єднати. Наш блок живлення буде мати вихідну напругу 12 V. А струм навантаження візьмемо рівним 1 А.
Рисунок 8 Схема блока живлення
Для того щоб спаяти схему блока нам знадобляться елементи, які зображенні на рисунку 8. Перш за все, знадобиться трансформатор з напругою на вторинній обмотці 11 – 13 V та струмом навантаження неменше 1 ампера (він позначений на схемі Т1). Також знадобиться діодний міст VD1 з максимальним струмом 1 ампер. Далі – С1 – електричний конденсатор, яким будемо фільтрувати та згладжувати вирівняний діодним містом напругу, його параметр зображено в таблиці 1. D1 – стабілітрон – від відповідає за стабілізацію напруги, для того щоб при зміні напруги в мережі, змінювалася напруга і в самій схемі. При створенні схеми обрано стабілітрон Д814Д але й можливо обрати будь-який інший з напругою стабілізації 13 вольт. Також нам знадобиться постійний резистор R1,а також два транзистори – КТ 315 з будь-якою літерою в назві та КТ 817 також з будь-якою літерою. Всі елементи зображені в таблиці 1.
Таблиця 1 Елементи схеми блоку живлення
| Позначення на схемі | Номінал | Ознаки |
| Т1 | Будь-який з напругою вторинної обмотки 11-13V | |
| VD1 | КЦ405Б | Діодний міст. Максимальний вирівнювальний ток не менше 1 ампера |
| C1 | 4700мкФ х 50V | Електричний конденсатор |
| R1 | 470 ом | Постійний резистор |
| R2 | 1 Ком | Постійний резистор |
| D1 | Д814Д | Стабілітрон. Напруга стабілізації 14В |
| VT1 | КТ315 | Транзистор. З будь-яким літерним позначенням |
| VT2 | КТ817 | Транзистор. З будь-яким літерним позначенням |
Транзистор VT2 необхідно встановити на радіатор. Оптимальна площа радіатора можна обрати експериментально, але вона повинна буди неменше 30 кв. см. При правильному зібранні схема не потребує налагоджування та починає відразу працювати. Але для переконання роботи необхідно провірити її тестером.
На наступному етапі розробки нашої схеми потрібно створити схему на якій будуть розміщуватися мікроконтролер та інші елементи.
Є декілька можливих способів зібрання схеми: збирання на монтажній платі або ж створити свою власну, яка буде набагато зручніша та виглядати набагато краще. Також це зменшить витрати на нашу схему.
В даному проекті схему було спроектовано за допомогою програми PonyProg. Головною задачею програми PonyProg – це програмування логічних мікросхем. В даний час програма дозволяє працювати не тільки з Code Vision, а також з AVR Studio.
PonyProg може бути встановлена, як на ОС Windows так і на ОС Linux. Для початку роботи необхідно відкрити нове вікно де буде зображено вміст мікросхеми або файлу. Потім необхідно відкрити файл з програмою. PonyProg підтримує 4 різних файлових форматів e2p, intel hex, motorola S-record та двійковий. Але потрібно правильно обрати тип мікросхеми, тому що для кожного типу розширення відповідають свої мікросхеми. Для нашого мікроконтролера програма збережена з розширення .hex. Наступним етапом було сконфігуровано асемблер AVR для генерації формата intel hex з розширенням .hex для FLASH та .eep для EEPROM. (яким чином. Вміст EEPROM повинно виводитися на екран після вмісту FLASH в даному вікні.
І так почнемо прошивати нашу програму в мікроконтролер. Виводиться діалогове вікно для підтвердження необхідної операції. Якщо запис проходить доволі довго, то виводиться індикатор виконання. Якщо необхідно завершити запис, слід натиснути кнопку "Abort". Після запису проводиться автоматична перевірка прошивки програми. Після закінчення виводиться вікно з результатом запису.
Головна панель програми містить лише одне головне вікно (рис.9), де в свою чергу можуть бути відкриті одне або декілька вікон з різним варіантом прошивки. У верхній частині головної панелі традиційно розташовується меню та дві панелі інструментів.
Рисунок 9 Головне вікно програми PonyProg
Перше, що потрібно зробити відразу після ввімкнення програми - обрати тип мікросхеми, який необхідно програмувати. Для цього в рядку меню знаходяться: "Select device family" (вибір типа мікросхеми), " Select device type" (вибір типу мікросхеми). Назви появляються у вигляді випливаючих підказок при наведенні курсору миші на відповідне поле.
В полі вибору сімейства необхідно обрати "AVRmicro", а в полі вибору типа – необхідний тип мікросхеми. Другий спосіб за допомогою якого також можна обрати сімейство та тип мікросхем – скориставшись меню "Device"(пристрій). Вибраний тип мікросхем автоматично зберігається, а при повторному запуску програми викликається знову.
Тепер нам необхідно провести налаштування інтерфейсу та виправлення програми. Ці дві операції потрібно виконувати тільки один раз, при першому запуску програми. Повторне налаштування та виправлення може знадобитися лише при збою програми. Спочатку виконаємо налаштування інтерфейсу. Для цього потрібно вибрати пункт "InterfecaSetup" меню "Setup" (таблиця 2). Відкриється вікно налаштування(рис 10).
Рисунок 10 Вікно налаштування вводу – виводу
В цьому вікні необхідно обрати порт, до якого підключений наш програматор. Крім того, в цьому вікні можна проінвертувати будь-який із керуючих сигналів програматора, що інколи буває корисним при роботі з нестандартними схемами. Обираємо послідовний порт (Serial). Якщо комп’ютер має декілька COM – портів, слід оберати конкретний порт (зазвичай СОМ1). В спадаючому списку необхідно обрати спосіб програмування. В даному випадку це послідовне програмування по ISP– інтерфейсу. Якщо в комп’ютері тільки один послідовний порт СОМ1, тоді всі налаштування повинні виглядати так, як зображено на рисунку 11.
Після прошивання мікроконтролера та зібрання блоку живлення можна почати збирати схему, але потрібно ще створити саму плату на якій будуть знаходитися елементи. Розглянемо створення самої плати.
Для створення плати було використано стеклотекстоліт. За допомогою програми Sprint-Layout були зображенні доріжки на схемі.
Sprint-Layoutзвичайна програма для створення двухстороніх та багатосторонніх друкованих схем. До складу програмного забезпечення входять багато елементів, необхідні в процесі розробки повного проекту. До неї входять такі професійні можливості, як експорт Gerber – файлів та HPGL – файлів, в той час як основа програми була збережена.
Sprint-Layout дозволяє наносити на плату контакти, SMD – контакти, провідники, полігони, текст та багато іншого. Контактні площадки можуть бути вибрані із широкого набору. Існують два шара – міді та компонентів – для кожної сторони плати. Додатково можна використовувати шар форми плати, а також 2 внутрішні шара для багатошарових плат. Фотовид дозволяє побачити схему монтажної плати (рисунок 11). Це дозволяє знайти помилки при створенні плати. Бібліотека має можливість додавати елементи. Також програма надає можливість обрання варіантів зміни друку. Підтримка форматів Gerber (рис.12) та Excellon (рис.13) дозволяє передачу файлів розроблених плат на професійне виробництво.
