Разработка инкрементного преобразователя перемещений

Описание ресурсов МК AT90S2313-10P1
В курсовом проекте был выбран 8- ми разрядный AVR микроконтроллер AT90S2313-10P1 с 2 Кбайт Flash памятью с поддержкой внутрисистемного программирования.
Отличительные особенности:
AVR® - высокая производительность и RISC архитектура с низким энергопотреблением
118 мощных инструкций - большинство из них выполняются за один такт
2 Кбайт Flash- памяти с поддержкой внутрисистемного программирования
SPI- последовательный интерфейс для загрузки программного кода Ресурс: 1000 циклов записи/ стирания
128 байта EEPROM:
Ресурс: 100 000 циклов запись/ стирание
Рабочие регистры общего назначения 32 х 8
15 программируемых линий I/O
Питание VCC: от 2.7 В до 6.0 В
Полностью статический режим работы:
От 0 до 10 МГц, при питании от 4.0 В до 6.0 В
От 0 до 4 МГц, при питании от 2.7 В до 6.0 В
Производительность, вплоть до 10 MIPS при 10 МГц
Один 8-ми разрядный таймер/ счетчик с отдельным предварительным делителем частоты
Один 16-ти разрядный таймер/ счетчик с отдельным предварительным делителем частоты с режимами сравнения и захвата
Полнодуплексный UART
Выбираемые 8, 9, или 10-ти разрядные режимы широтно- импульсной модуляции (ШИМ)
Внешние и внутренние источники прерывания
Программируемый следящий таймер с встроенным тактовым генератором
Встроенный аналоговый компаратор
Экономичные режимы ожидания и пониженного энергопотребления
Программируемая блокировка для безопасности программного обеспечения
20 выводов
Блок- схема (Рис.2).

Рисунок А.1 - Блок-схема МК AT90S2313-10P1
Расположение выводов (Рис.А.2).

Рисунок А.2- Расположение выводов МК AT90S2313-10P1
Описание работы МК AT90S2313:
AT90S2313 является 8-ми разрядным CMOS микроконтроллером с низким энергопотреблением, основанным на усовершенствованной AVR RISC архитектуре. Благодаря выполнению высокопроизводительных инструкций за один период тактового сигнала, AT90S2313 достигает производительности, приближающейся к уровню 1 MIPS на МГц, обеспечивая разработчику возможность оптимизировать уровень энергопотребления в соответствии с необходимой вычислительной производительностью.
Ядро AVR содержит мощный набор инструкций и 32 рабочих регистра общего назначения. Все 32 регистра напрямую подключены к арифметико - логическому устройству (АЛУ), что обеспечивает доступ к двум независимым регистрам при выполнении одной инструкции за один такт. В результате, данная архитектура имеет более высокую эффективность кода, при повышении пропускной способности, вплоть до 10 раз, по сравнению со стандартными микроконтроллерами CISC.
AT90S2313 имеет: 2 Кбайт Flash - памяти с поддержкой внутрисистемного программирования, 128 байт EEPROM, 15 линий I/O общего назначения, 32 рабочих регистра общего назначения, универсальные таймеры/ счетчики с режимами сравнения, внутренние и внешние прерывания, программируемый UART последовательного типа, программируемый следящий таймер с встроенным тактовым генератором и программируемый последовательный порт SPI для загрузки программ в Flash память, а также, два программно выбираемых режима экономии энергопотребления. Режим ожидания «Idle Mode» останавливает CPU, но позволяет функционировать SRAM, таймеру/ счетчикам, SPI порту и системе прерываний. Режим экономии энергопотребления «Power Down» сохраняет значения регистров, но останавливает тактовый генератор, отключая все остальные функции микроконтроллера, вплоть до следующего внешнего прерывания, или до аппаратной инициализации.
Устройство производится с применением технологи энергонезависимой памяти с высокой плотностью размещения, разработанной в корпорации Atmel. Встроенная Flash - память с поддержкой внутрисистемного программирования обеспечивает возможность перепрограммирования программного кода в составе системы, посредством SPI последовательного интерфейса, или с помощью стандартного программатора энергонезависимой памяти. Благодаря совмещению усовершенствованного 8-ми разрядного RISC CPU с Flash- памятью с поддержкой внутрисистемного программирования на одном кристалле получился высокопроизводительный микроконтроллер AT90S2313, обеспечивающий гибкое и экономически- высокоэффективное решение для многих приложений встраиваемых систем управления.
AVR AT90S2313 поддерживается полным набором программ и пакетов для разработки, включая: компиляторы С, макроассемблеры, отладчики/ симуляторы программ, внутрисхемные эмуляторы и наборы для макетирования.
Ассемблирование

Для ассемблирования спользуется макpоассемблеp MPASM, он содеpжит все необходимые нам возможности. MPASM входит в пакет программ Microchip MPLAB фирмы Microchip Technology.
В pезультате pаботы ассемблеpа создаются файлы со следующими pасшиpениями:
* HEX - объектный файл
* LST - файл листинга
* ERR - файл ошибок и пpедупpеждений
* COD
Объектный файл создается в 16-pичном фоpмате и содеpжит код, котоpый должен быть записан в микpосхему. Файл листинга содеpжит полный листинг пpогpаммы вместе с загpузочным кодом. В файл ошибок и пpедупpеждений записываются все ошибки и пpедупpеждения, возникающие в пpоцессе ассемблиpования. Они также пpисутствуют и в файле листинга.
После обpаботки нашей пpогpаммы ассемблеp должен был выдать сообщение "Assembly Successful", означающее, что ошибок обнаpужено не было. Файл ошибок не должен был создаться.
Листинг программы для велотренажера приведен в Приложении А.
Программирование микроконтроллера
После ассемблирования имеется объектный файл EXAMPLE.HEX, котоpый должен быть записан в микpосхему. Запись осуществляется пpи помощи пpогpамматоpа и пpогpаммы Pic-prog.
Микросхему микроконтроллера вставляется в панель программатора.
Программатор подключается к порту LPT1. Необходимо запустить программу Pic_prog.exe.
Подать питание на программатор.
Выполнить команду 'ЗАПИСАТЬ / ПАМЯТЬ ПРОГРАММ'.
В течении следующих нескольких секунд будит выполняться процесс программирования, а затем проверка правильности записанных в микроконтроллер данных.










17



ИИ1

ИИ2

ФД1

ФД2

Ус-комп

Ус-комп

ЦП

ДШ
7сегм

Индикатор

маска

Опорная решётка

I1

I2

Индикатор 5х7

I1

ДШ
7сегм

ЦП

Ус-комп

ФД1

ИИ1

I2

Ус-комп

ФД2

ИИ2

Уст «0»

Опорная решётка

маска

126 мкм

63 мкм

Решётка растра

Диск энкодера

период

R 20 мм

D1

VD1

R1

R2

R3

+5 V

0 V

+

-

Out

0 В

3,4 В

Выход компаратора

AT90S2313

In1

In2

Фронт in1

In2

0

1

Cnt++

Cnt--

Gr = cnt * 3.6

Cnt > 2500

Cnt = 0

SC04-12EWA

CC56-11SRWA

КР514ИД1

7

R1…R6

4

AT90S2313

VT1…VT6

R7 68 Ом

Приёмник 2

+5 V

+5 V

Приёмник 1

D3

D4

АТ90S2313

КР514ИД1

VD1

Out 1

Уст “0”

индикатор@

+5 V

Out 2

5

4 МГц

0 V

0 V

0 V

D1

==

индикатор

-

+

R3

R2

R1