ГОУ ВПО «Московский государственный открытый университет»

Чебоксарский политехнический институт (филиал)

Кафедра

Управление и информатика в технических системах

Лабораторная работа:

«Микроконтроллер»

Выполнили:

студентки 3 курса очной формы обучения

шифр специальности 220201

Кузьмина Людмила Дмитриевна

Кондратьева Кристина Юрьевна

Васильев Артем Николаевич

Проверил:

   Ниссенбаум Светлана Наумовна

Чебоксары 2011г.

Лабораторная работа №1 «Изучение структуры стенда для отладки»

Цель работы.

Изучить структуру лабораторно-отладочного комплекса для МК NEC, разобраться с назначением настроечных элементов стенда.

Описание работы со стендом.

Плата с расположенным на ней микроконтроллером подключается к персональному компьютеру с помощью USB-кабеля. Напряжение питания платы 5 В так же передается по этому кабелю. Структурная схема рабочего места для отладки программ и устройств на базе 78К0S/KA1+ приведена на рисунке 1.1.

Как видно из рисунка в состав рабочего места входят:

- компьютер типа IBM PC, обеспечивающий программирование микроконтроллера, а также являющийся источником питания стенда;

- отладочный модуль, позволяющий загружать и выполнять программы во встроенном ПЗУ микроконтроллера;

- дополнительный модуль, подключаемый в зависимости от тематики лабораторной работы (питание берется от платы отладочного модуля стенда через шлейф).

Общий вид отладочного модуля приведен на рисунке 1.2.

Отладочный модуль построен наоснове микроконтроллера uPD78F9222. Для конфигурирования режима работы платы отладочного модуля, предусмотрен набор переключателей SW3 переключатели S1 - S4 (цифра 1, см. рис. 1.2). Заводские настройки по умолчанию, приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Назначение переключателей S1 - S4

SW3	Значение по умолчанию	Режим
S1	OFF	Нормальный режим работы
S2	OFF	UART выключен
S3	OFF	Нет поддержки для UART
S4	OFF	Частота процессора = 8 МГц

Установка переключателя S1 в положение ON позволяет программировать ПЗУ микроконтроллера. В положении OFF исполняется программа, записанная в память микроконтроллера.

Переключатель S2 определяет режим работы при последовательной передаче UART (универсальная асинхронная приемопередача). Сигналы UART6 RxD6 и TxD6, подключаются к интерфейсным линиям FT232, когда S2 (ON).

Переключатель S3 определяет выбор режима подключения UART. При выборе S3(ON) порты микроконтроллера P40 и P41 подключаются к интерфейсным каналам FT232 и будут использованы как RTS и CTS сигналы контроля.

Переключатель S4 определяет частоту работы процессора, если S4 (ON) – выбрана частота 4 МГц, если S4 (OFF), то 8 МГц.

Кнопка SW1 (цифра 2, см. рис. 1.2) – подключена к цепи напряжения питания через резистор 10 кОм, при её нажатии сигнал низкого логического уровня поступает на порт Р30. Это означает событие внешнего прерывания по запросу INTP0 , порт Р30 программно может быть установлен как вход внешнего прерывания.

Кнопка SW2 (цифра 3, см. рис. 1.2) – кнопка сброса. Она подключена к входу сброса микроконтроллера RESET. При нажатии формируется сигнал низкого уровня.

Гнездо для подключения USB кабеля CN7 (цифра 4, см. рис. 1.2) – обеспечивает подключение кабеля для возможности прошивки программы во FLASH микроконтроллера, а также обеспечения питанием 5 В схемы стенда.

Разъем CN1 (цифра 5, см. рис. 1.2) – определяет настройку частоты работы платы. Если контакты CN1/3-5 и CN1/4-6 закрыты перемычками (режим по умолчанию), то обеспечивается частота внутреннего высокоскоростного генератора 8 МГц. В случае подключения внешнего кварцевого генератора нужно переставить перемычки на контакты CN1/1-3 и CN1/2-4.

Разъемы CN2 / CN12 (цифра 6, см. рис. 1.2) – необходимы для настройки конфигурации периферийных устройств. Они позволяют подключать и отключать внешние элементы аппаратной части печатной платы с входами и выходами 78K0S/KA1+. Назначение перемычек представлено на рисунке 1.3.

Потенциометр R24 (цифра 7, см. рис. 1.2) - внешний потенциометр сопротивлением 10 кОм подключен между напряжением питания и землей, а средний вывод подключен к порту Р20. Этот вывод эквивалентен аналоговому входу ANI0.

Внешние светодиоды D1 - D4 (цифра 8, см. рис. 1.2) - светодиоды D1 - D4 подключены анодом через резисторы по 4,7 кОм к шине питания Vcc, а катодом к соответствующим портам, показанным на рисунке 1.4.

Светодиоды загораются при появлении низкого уровня сигнала на линиях порта.

Внешние вывода макетной платы (цифра 9, см. рис. 1.2) – CN3, CN4, CN5, CN6 свободные области для размещения дополнительных устройств. Все сигнальные выводы подключены к CN3. Вывода CN4-CN6 могут быть использованы для макетирования дополнительных устройств пользователя.

Контрольные вопросы.

1) Возможно ли подключить к плате внешний источник питающего напряжения?

Да, возможно.

2) Необходимо выполнить прошивку микроконтроллера. Какие переключатели необходимо задействовать и в какое положение необходимо их перевести?

Установка переключателя S1 в положение ON позволяет программировать ПЗУ микроконтроллера. В положении OFF исполняется программа, записанная в память микроконтроллера.

3) Частота работы ядра процессора должна быть уменьшена в 2 раза, что необходимо для этого сделать?

Разъем CN1 (цифра 5, см. рис. 1.2) – определяет настройку частоты работы платы. Если контакты CN1/3-5 и CN1/4-6 закрыты перемычками (режим по умолчанию), то обеспечивается частота внутреннего высокоскоростного генератора 8 МГц. В случае подключения

4) Необходимо задействовать внешний кварцевый резонатор. Какие перемычки необходимо переставить в другое положение?

В случае подключения внешнего кварцевого генератора нужно переставить перемычки на контакты CN1/1-3 и CN1/2-4.

5) Возможно ли аппаратное отключение кнопок SW1 и SW2? Если возможно, то как это сделать?

6) Напряжение для работы АЦП подается на вход ANI0 c потенциометра R24. Нужно подать на этот вход напряжение от внешнего источника напряжения. Как это сделать?

7) Возможно ли аппаратное отключение светодиодов платы? Как это сделать?

8) Как организовано подключение светодиодов к порту?

9) При каком логическом уровне произойдет загорание светодиода?

Светодиоды загораются при появлении низкого уровня сигнала на линиях порта.

10) Какие отверстия на печатной плате являются выходами GND, а какие Vcc? Объясните причину такого большого количества выводов этих шин?