3. Содержание отчета

5.1.Краткая техническая характеристика универсального программатора, правила и последовательность работы с микросхемами.

5.2. Загрузочный hex-файл программы циклического вывода данных.

5.3. Основные характеристики используемых микросхем ПЗУ.

Лабораторная работа. МАКЕТИРОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ МИУС. изучение Контроллера-Конструктора KIT-552-P

1. Цель работы

Изучить конструкцию, технические характеристики и особенности работы контроллера-конструктора KIT-552-P. Научиться производить аппаратное тестирование и отладку технических средств МИУС.

2. Общие сведения

Одноплатный контроллер-конструктор KIT-552-P является конструкцией на базе микроконтроллера 80С552 фирмы Philips. микроконтроллер содержит ядро и систему команд семейства Intel 8051 и набор дополнительных аппаратных средств. Дополнительно с 80С552 контроллер-конструктор использует сопроцессор ввода-вывода PIC16С62. PIC-контроллер выполняет прикладные функции: управление многострочным алфавитным ЖКИ, сканирование клавиатуры, выдача звуковых сигналов, выполнение функции «часы-календарь» и управление энергосберегающими режимами.

В конструкции KIT-552-P реализована повышенная защита ответственных данных при сбоях и выключении питания. Калибровочные константы, счетчики, секретные ключи защиты сохраняются в ПЗУ последовательного типа.

ЖКИ и клавиатура подключаются плоским кабелем. Функция часы-календарь реализуется при установке батареи питания сопроцессора и часового кварца 32 кГц.

Печатная плата KIT-552-P имеет размер 140х69 мм, набор установленных обязательных элементов и макетное поле для монтажа произвольных схем пользователя.

Питание производится от источника постоянного напряжения 7…12 В. Включение индицируется светодиодом. Возможно подключение питания от батарей 4,5…6,0 В.

Ток потребления зависит от частоты кварца и от соотношения режимов работы процессора. Максимальный ток при постоянно работающем процессоре и реализации большинства дополнительных функций составляет 22 мА. В режиме Power Down с работающими часами, опросом клавиатуры и сторожевым таймером контроллер потребляет 50 мкА.

Состав платы контроллера-конструктора KIT-552-P:

• микроконтроллер 80С552;

• сопроцессор ввода-вывода PIC16С62;

• разъем для ПЗУ типа 27С64 или 27С256;

• разъем для ОЗУ типа 62С64 или 62С256;

• последовательная электроперезаписываемая память данных типа 24СХХ, взаимодействующая с микроконтроллером по шине I2C.

• один из двух вариантов последовательного канала - RS232 (для одноабонентской связи) или RS485 (для подключения к локальным сетям).

Микроконтроллер 80С552 при использовании внешнего быстродействующего ПЗУ позволяет применять кварцы от 1,2 до 30 МГц (на плате установлен - 11,059 МГц). В состав 80С552 входят:

• внутреннее ОЗУ - 256 байт;

• два 16-разрядных таймера Т0 и Т1 и дополнительный 16-разрядный таймер Т2;

• 15 источников прерываний;

• 10-разрядный АЦП с 8-канальным мультиплексором и схемой выборки-хранения на входе, опорное напряжение задается внешним источником;

• два независимых 8-разрядных ШИМ генератора с программно регулируемым периодом следования сигнала;

• шесть портов ввода-вывода P0-P5, порт Р5 может работать только на ввод, причем одновременно с использованием АЦП:

• стандартный последовательный асинхронный канал UART;

• аппаратный интерфейс шины I2C с регулируемой скоростью передачи;

• сторожевой таймер T3.

Начальный сброс вырабатывается самим процессором при включении питания в результате заряда конденсатора C1. К выводу RESET процессора также подключен вывод сопроцессора. Условия перезапуска определяются командами конфигурации сопроцессора.

Сопроцессор ввода-вывода PIC16С62 подключен к микроконтроллеру через шину I2C и содержит следующие узлы:

• порт для подключения ЖКИ со встроенным управлением и регулировкой контраста дисплея;

• порт для матричной клавиатуры размером 4х12 ключей с автономным сканированием, антидребезговой защитой, звуковым сигналом и сигналом прерывания при нажатии;

• автономный таймер вывода платы из режима Power Down. Так же возможен вывод из Power Down от нажатия клавиш на клавиатуре и по будильнику часов.

При включении питания, все узлы сопроцессора находятся в пассивном состоянии и должны быть инициализированы специальными командами от основного контроллера.

Внешняя память. Регистр адреса по сигналу ALE защелкивает младший байт адреса внешней памяти и подает его на схемы ОЗУ и ПЗУ. На плате выведены линии шин адресов и данных. Пользователь может воспользоваться ими для установки дополнительных микросхем памяти. Для занесения программ в ПЗУ используются стандартные программаторы.

Шина I2C используется для простого соединения отдельных узлов внутри одного прибора без гальванической развязки. Она обеспечивает обмен каждого с каждым с автоматической синхронизацией и выравниванием скоростей по самому медленному устройству, участвующему в обмене. Для ее реализации требуется всего два провода: SCL- линия синхронизации и SDA- линия данных. Кристалл 80С552 содержит встроенный адаптер двухпроводного синхронного интерфейса I2C. На плате конструктора к шине I2C подключено последовательное ПЗУ. Сюда же могут быть подключены другие микросхемы с данным интерфейсом.

Оптоизолированный канал RS-232. Плата KIT-552-P имеет разъем SERIAL с линиями последовательного канала непосредственно от кристалла 80С552. Переход на стандарт RS-232 производится через оптроны (установлены в корпусе кабеля связи), защищающие от электрического повреждения и помех.

Интерфейс RS-485. Этот интерфейс также выведен на разъем SERIAL. Он используется для подключения к локальным промышленным сетям, физически реализованным в виде скрученной пары проводов со стандартным волновым сопротивлением 120 Ом. Входные и выходные цепи интерфейса дифференциальные: провод А - прямой вход-выход, провод В - инверсный. Соединение всех абонентов не развязано гальванически. Поэтому рекомендуется использовать линии связи в защитной оболочке (третий провод), который подключается к общим выводам каждого контроллера и выравнивает их потенциалы.