Микроконтроллеры

На микроконтроллеры возложены все операции с сигналами и их преобразование. Они должен выполнять функции хранения, подсчета, обработку.

Выделим следующие требования, предъявляемые при выборе к микроконтроллеру:

1) наличие FLASH памяти необходимого объема, для хранения измеренных параметров;

2) микроконтроллер должен иметь ППЗУ (энергонезависимую память);

3) малое напряжение питания;

4) доступность в программировании и настройке;

5) высокое отношение цена/качество.

Микроконтроллерами, отвечающими всем требованиям были выбраны PIC18F4520 фирмы Microchip и Atmega8A фирмы Atmel. Выбранные микроконтроллеры имеет следующие показатели:

Для Atmega8A:

1) USART интерфейс;

2) возможность тактирования от внешнего кварца;

3) 1088 байт памяти для хранения алгоритма работы микроконтроллера;

4) напряжение питания 5 В (± 5%);

5) низкая потребляемая мощность;

6) JTAG порт поддерживающий загрузку и отладку кода;

7) 3 таймера счётчика;

В SRAM будет храниться программа работы микроконтроллера, а также значения коэффициентов и постоянных необходимых для расчета значения пробега по получаемой от GPS информации о скорости. Во FLASH памяти будут храниться измеренные значения переменных, необходимых для расчетов.

В разрабатываемом устройстве задействовано лишь канал передачи данных USART для разбора сообщений формата nmea.

Для расчета пройденного пробега используется периферийное прерывание по переполнению таймера.

На рисунке 4.4 изображено расположение и обозначение выводов микроконтроллера. Соответствие одного вывода различным назначениям объясняется их мультиплексированием, что подразумевает необходимость их конфигурирования.

Рисунок 4.4 – Расположение и обозначение выводов микроконтроллера

Назначение выводов микроконтроллера, которые мы будем использовать:

– Сброс. Входной контактный, активируется низким уровнем. Внешний подтягивающий резистор (~ 10 кОм) должны быть подключен на этот контакт;

PB0/ICP1 – порт ввода вывода/ захват входа 1;

PB1/OC1A – порт ввода вывода/ выход сравнения/ШИМ 1А;

PB2/SS/OC1B – порт ввода вывода/вход Slave для SPI/выход сравнения/ШИМ 1В;

PB3/MOSI/OC2 – порт ввода вывода/вход данных в режиме Slave для SPI и ISP / выход данных в режиме Master для SPI и ISP/выход сравнения/ШИМ 2;

PB4/MISO – порт ввода вывода/ вход данных в режиме Master для SPI и ISP / выход данных в режиме Slave для SPI и ISP;

PB5/SCK – тактовый вход в режиме Slave для SPI и ISP / тактовый выход в режиме Master для SPI и ISP;

PB6/TOSC1/XTAL1 – порт ввода вывода/ тактовый вход, кварцевый или керамический резонатор;

PB7/TOSC2/XTAL2 – порт ввода вывода/ тактовый вход, кварцевый или керамический резонатор;

VDD – питание;

GND – земля;

PC0/ADC0 – порт ввода вывода/ аналоговый вход канал 0;

PC1/ADC1 – порт ввода вывода/ аналоговый вход канал 1;

PC2/ADC2 – порт ввода вывода/ аналоговый вход канал 2;

PC3ADC3 – порт ввода вывода/ аналоговый вход канал 3;

RD0/RXD – – порт ввода вывода/вход приемника USART;

Опишем для чего будем использовать выше указанные выводы:

Выводы PB0-PB2 будут использоваться как выводы управления работой LCD индикатора.

Выводы MOSI, MISO, SCK будут использоваться как выводы передачи данный по протоколу SPI.

Выводы VDD и GND будут использоваться как выводы для питания аналоговой и цифровой частей микроконтроллера.

Вывод DAC0 будет использоваться как аналоговый выход для управления микросхемой XTR115U.

Выводы XTAL1 и XTAL2 будут использоваться для подключения внешнего кварцевого генератора.

Выводы PC0-PC3 будет использоваться для передачи данных на индикатор.

Вывод RXD− будет использоваться для приема данных от модуля GPS.

Для PIC18F4520:

Для расчета пройденного пробега используются периферийное прерывания по переполнению нескольких таймеров. В pic18f4520 задействован лишь канал передачи данных SPI для передачи информации о скорости и пробеге от датчика импульсов в микроконтроллер Atmega8A.

На рисунке 4.5 изображено расположение и обозначение выводов микроконтроллера. Соответствие одного вывода различным назначениям объясняется их мультиплексированием, что подразумевает необходимость их конфигурирования.

Рисунок 4.5 – Расположение и обозначение выводов микроконтроллера

Назначение выводов микроконтроллера, которые мы будем использовать:

RC0/T1OSO/T13CKL – порт ввода/ вывода, вход таймера счётчика1;

RD2-RD7 – порты ввода/вывода;

RA6/OSC2 – порт ввода/вывода, подключение кварцевого резонатора;

RA7/OSC1 – порт ввода/вывода, подключение кварцевого резонатора;

При выборе выводов и их включении следует учитывать, что на одну ножку микроконтроллера, выводятся разные по свойствам выводы. При их конфигурации учитывалось перекрывание различных выходов, был выбран оптимальный вариант.

Все выбранные ножки требуют конфигурации для настройки возможных функций. Отдельно нужно задать и записать в память программу, контролирующую выполнение всех поставленных задач.

Поиск по сайту: