6. Контрольные вопросы

1. Как распределено адресное пространство памяти программ, РПД, ВПД, регистров ввода-вывода?

2. Опишите особенности обращения к регистрам, как к памяти.

3. К какому устройству микропроцессорной системы происходит обращение в результате выполнения фрагмента разработанной программы (по указанию преподавателя)?

4. Каковы особенности выполнения команд обращения к ВПД? Назовите основные принципы подключения ВПД к микроконтроллеру.

5. Какое дополнительное аппаратное обеспечение необходимо для реализации обращения к ВПД?

6. Перечислите способы подключения внешних устройств к МК. Дайте характеристику каждого из этих способов с аппаратной и программной точек зрения.

7. Приведите временные диаграммы обращения к ВПД.

3. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

Исследование функционирования мпс на примере стенда can128

1. Цель работы

Изучение лабораторного стенда CAN128. Исследование процессов записи и чтения памяти программ микроконтроллера. Исследование простейших средств ввода и вывода информации на примере кнопочной клавиатуры и светодиодных индикаторов.

2. Теоретическое введение

2.1. Отличительные особенности лабораторного стенда CAN128

Отличительными особенностями макета CAN128 являются:

• реализация на базе микроконтроллера AT90CAN128;

• два источника питания (интегральный стабилизатор напряжения и линии питания с разъёма USB) и индикатор питания;

• схема тактирования с тремя источниками тактового сигала: внешний кварцевый резонатор на 16 МГц(максимально возможная частота), внешний источник тактирования (подается через разъём), внутренний источник тактирования на 2 частоты (1МГц и 8МГц);

• система сброса микроконтроллера (кнопка «reset»);

• система программирования микроконтроллера (схема-программатор и разъем ISP для подключения);

• порты ввода/вывода выведены на разъемы для подключения аппаратных модулей макета;

• система интерфейсов для связи микроконтроллера с другими устройствами (UART/USART, SPI, TWI, CAN, JTAG);

• подключение интерфейсов к разъемам RJ-45, DB-9, IDC-10;

• встроенные АЦП и ЦАП;

• 2 источника ИОН для системы АЦП и ЦАП (стабилизированный интегральный ИОН и внешний ИОН);

• подсистема ввода/управления: клавиатура 4х4 (16 кнопок);

• система индикации: линейка светодиодов (8 штук), семисегментный четырехразрядный индикатор, 2-х строчный жидкокристаллический индикатор;

• совместимость с программой PonyProg.

На рисунке 3.1 приведен внешний вид макета CAN128.

В состав макета входят следующие подсистемы:

• управляющий микроконтроллер;

• подсистема питания схемы;

• подсистема программирования МК;

• подсистема тактирования МК;

• подсистема сброса МК;

• подсистема интерфейсов передачи данных;

• подсистема аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования(АЦП и ЦАП).

а) б)

Рисунок 3.1 — Макет CAN128: а) вид сверху; б) вид снизу

Структурная схема макета изображена на рисунке 3.2.

2.2. Запись в и чтение из flash памяти микроконтроллера с помощью ponyprog и макета can128.

Для записи откомпилированной программы во Flash-память микроконтроллера используется программа PonyProg. После запуска программы необходимо выбрать тип контроллера, для которого будет производиться прошивка. Макет CAN128 реализован на базе микроконтроллера AT90CAN128, потому выбираем данный тип контроллера в выпадающем списке меню Device →AVR micro (рисунок 3.3).

Рисунок 3.2 — Структурная схема макета CAN128

Данное действие можно не выполнять, если микроконтроллер AT90CAN128 уже выбран (окошко в правом верхнем углу и поле в левом нижнем углу).

Рисунок 3.3 — Выбор типа микроконтроллера

Далее необходимо выбрать файл с расширением .hex, полученный после компиляции той программы, которую нужно прошить в микроконтроллер (рисунок 3.4). На рисунке 3.5 представлена загруженная в среду PonyProg программа.

Рисунок 3.4 — Выбор программы для прошивки в контроллер

Рисунок 3.5 — Загруженная в среду PonyProg программа

Для прошивки загруженной программы в память микроконтроллера используется пункт меню Command → Write Program (FLASH) (рисунок 3.6). После выбора этого пункта будет выдано предупреждение, что содержимое памяти программ микроконтроллера будет перезаписана, после подтверждения начнется процесс прошивки (рисунок 3.7).

Рисунок 3.6 — Прошивка программы во Flash-память микроконтроллера

Рисунок 3.7 — Предупреждение о потере предыдущих данных и процесс прошивки

После завершение прошивки начнется процесс верификации прошитых данных, который можно оборвать кнопкой “Abort” по достижении 5% (рисунок 3.8).

Рисунок 3.8 — Верификация прошитых данных