Реферат: Организация обмена информацией между микроконтроллером семейства MCS-51 фирмы Intel и персональным компьютером

- девятый бит – контроль по паритету, для повышения достоверности принимаемой информации;

- два стоповых бита – единицы.

2.1.3 Разработка схемы подключения микроконтроллера

При сопряжении интерфейса RS-232 со входами последовательного интерфейса микроконтроллера MCS-51, необходимо обеспечить согласование уровней сигналов. Стандартный уровень сигналов RS-232C – +12 и –12 В. Стандартный уровень сигналов асинхронного интерфейса микроконтроллера MCS-51 – +5 В.

В зависимости от требований, предъявляемых к проектируемой схеме, преобразователи уровней сигналов могут быть выполнены различными способами.

Приемники и передатчики выполненные на дискретных элементах имеют ряд недостатков:

- большие массогабаритные характеристики;

- высокая потребляемая мощность;

- недостаточная надежность;

- необходимость в дополнительных источниках питания;

- стоимость.

Рис. 1. Схема подключения микроконтроллера MCS-51 фирмы Intel к портам персонального компьютера.

Исходя из этих соображений, для организации сопряжения уровней портов ПК и микроконтроллера можно воспользоваться микросхемой ADM202 фирмы Analog Devices. Данная микросхема позволяет согласовать уровни сигналов, не требуя дополнительных источников питания [4].

Микроконтроллер принимает данные через вход приемника (вывод P3.0), а передает данные через выход передатчика (вывод P3.1). Микроконтроллер может запретить прием данных из ПК с помощью сигналов на выводе Р2.6. Это необходимо для сигнализации ПК о приеме ошибочных данных. В свою очередь ПК может запретить передачу данных из микроконтроллера с помощью сигналов на выводе Р2.7.

2.1.4 Выбор источника питания

В зависимости от места установки, источником питания может служить либо блок питания ПК, либо отдельный блок питания, специально предназначенный для данной установки. В связи с тем, что данную установку планируется использовать в компьютерном классе, наиболее оптимальным вариантом является использование блока питания ПК. Напряжение источника питания +5 V , необходимое для лабораторной установки, можно взять с внешнего разъема клавиатуры. Подключение контактов этого разъема представлено на рисунке 2.

Рис. 2. Разъем клавиатуры персонального компьютера.

Реализация подключения потребует изготовления специального переходного кабеля, входящего в состав лабораторной установки.

2.2 Подключение внешней памяти программ

Как уже отмечалось ранее, для организации обмена информацией между ПК и микроконтроллером целесообразно использовать в качестве внешней памяти программ ОЗУ. ОЗУ позволит быстро и многократно перепрограммировать микроконтроллер, что позволит использовать его как отладочный модуль, или как часто перепрограммируемое устройство управления (например, для управления различными лабораторными установками).

В качестве микросхемы ОЗУ можно использовать микросхему КР537РУ8. Объем памяти данной микросхемы составляет 2К. В связи с тем, что данная установка планируется как УМК в курсе «Микропроцессоры», то этого объема памяти вполне достаточно для размещения программы пользователя, т.к. программы, реализуемые в процессе лабораторных работ, как правило не превышают 100 команд. Объем таких программ не превышает 300 байт.

При записи программы пользователя в память программ, обращение к ОЗУ осуществляется как к памяти данных. Во время работы программы, как к памяти программ.

Рис. 3. Схема подключения внешней памяти программ к микроконтроллеру.

Подобная организация памяти программ позволит пользователю сделать программу более гибкой. Во время работы программы можно будет без особого труда изменять значение переменных, жестко – зашитых в программе.

2.3 Программное сопряжение микроконтроллера и ПК

2.3.1 Начальная установка MCS-51

Инициализация (сброс) микросхемы осуществляется подачей сигнала RST (высокий уровень напряжения) при подключенном кварце. Вход RST – внутренний триггер Шмидта. Состояние RST проверяется в фазе S5P2 каждого машинного цикла. Пока уровень RST высокий, ALE и PME тоже имеют высокий уровень. Их установка происходит после установки «0» на RST. Внутренний алгоритм при подаче сигнала «СБРОС» производит следующие действия:

- устанавливает счетчик команд и все регистры специальных функций, кроме портов – защелок Р0 – Р3, указателя стека и регистра SBUF в ноль;

- указатель стека принимает значение равное 07Н;