Микроконтроллеры

Два программируемых бита секретности позволяют защитить память программ и энергонезависимую память данных EEPROM от несанкционированного считывания. Чтение и запись ячеек EEPROM выполняются через регистры ввода/вывода EEAR (регистр адреса), EEDR (регистр данных) и EECR (регистр управления).
Внутренняя оперативная память SRAM (рис. 10) имеется у всех AVR семейств «Classic», «Mega» и у одного из «Tiny» (ATtiny26/L).








Рисунок 10 – Внешний вид схемы внутренней оперативно памяти SRAM

Для некоторых возможна организация подключения внешней памяти данных объемом до 64 К слов. Схема функционирования внутренней оперативно памяти SRAM представлена на рис. 11.
Внутренний тактовый генератор AVR может запускаться от различных источников опорной частоты (внешний генератор, внешний кварцевый резонатор, внутренняя или внешняя RC-цепочка). Так как АVR – полностью статические микроконтроллеров, то значение рабочей частоты снизу не ограничено, вплоть до пошагового режима. Максимальная рабочая частота определяется конкретным их типом.













Рисунок 11 – Внешний вид схемы функционирования

Сторожевой (WATCHDOG) таймер предназначен для защиты МК от сбоев в процессе работы; в нем имеется собственный RC-генератор, работающий на частоте примерно 1 МГц (рис. 12).
WATCHDOG-таймер снабжен своим собственным предварительным делителем входной частоты с программируемым коэффициентом деления, что позволяет подстраивать временной интервал переполнения таймера и сброса МК. WATCHDOG-таймер может быть отключен программным путем во время работы, как в активном, так и в любом из режимов пониженного энергопотребления. В последнем случае это приводит к значительному снижению потребляемого тока.
Порты ввода/вывода AVR имеют от 3 до 53 независимых линий «Вход/Выход», каждый разряд порта может быть запрограммирован на ввод или вывод информации.




















Рисунок 12 – Внешний вид схемы

Микропроцессор PIC16F84 представлен на рис. 13 [12].
Микросхема состоит из:
- количества каналов ввода/вывода - 13;
- дополнительных возможностей при работе с периферийными устройствами — четыре источника прерывания: внешний вход INT, переполнение таймера, прерывание при изменении сигналов на линиях порта B, по завершению записи данных в память EEPROM;
- имеет максимальную тактовую частоту 4 МГц;
- памяти ПО - 1 Кб;
- типа логики - внутренней – КМОП, внешней – ТТЛ совместимой;
- типа корпуса - 18-DIP, SOIC-18.
















Рисунок 13 – Внешний вид схемы микропроцессора PIC16F84.

2.2 Выбор лучшего с Вашей точки зрения метода, наиболее перспективного

Для организации УМПБ выбран микроконтроллер PIC16F84. Определяющим критерием при выборе микроконтроллера являлось наличие достаточно большого числа каналов ввода/вывода, небольшие габариты и возможность сопряжения с ТТЛ логикой. Однако число каналов недостаточно для подключения светодиодного индикатора, клавиатуры и внешних устройств напрямую к портам ввода/вывода микросхемы. Для управления четырьмя семисегментными индикаторами требуется (семь сегментов и знак «точка») канала, для опроса 4-х кнопочной клавиатуры нужны еще четыре канала. Таким образом, только для этих целей необходимо иметь 36 каналов ввода/вывода. А ведь нужно подключить еще и внешние устройства.

2.3 Предложения по улучшению данного метода, тех его недостатков, которые Вы привели в разделе втором

Для решения проблемы авторами предлагается использовать индикацию и опрос клавиатуры в динамическом режиме. Рассмотрим подробнее, как осуществляется этот режим чуть ниже.
В качестве буферных элементов УМПБ используются регистры памяти с разрешением записи.
ГГЗЧ представляет собой простейший генератор импульсов частоты звукового диапазона. Он может быть собран на одном или двух вентилях НЕ . Генератор работает непрерывно, но разрешение на работу динамика (ДГ) подается с микроконтроллера. Используется генератор, например, для звукового подтверждения нажатия кнопки клавиатуры.


Заключение

В заключении отметить, что в условиях современных организаций, как частных, так и государственных, микроконтроллеры активно используются в зависимости от типа решаемых задач. Благодаря им происходит выполнение контроля над определенными операциями, что способствует созданию высокоэффективной продукции. Безусловно, это будет способствовать развитию организации в целом с увеличением его доходов.
Классические микроконтроллеры уходят в прошлое, а в процессе модернизации появились микроконтроллеры, имеющие табличную организацию вычислительного ядра. Возникла также необходимость в создании микросхем с архитектурой, которая программируется пользователем. При этом плотность размещения полупроводниковых элементов на кристалле увеличилась на порядки, увеличилось быстродействие, снизилась потребляемая мощность. Другими словами, вычислительные средства также значительно изменились.
В данной работе достигнута основная цель – описаны микроконтроллеры.
В данном реферате были решены следующие задачи:
описана актуальность проблемы применения микроконтроллеров;
описаны методы решения проблем, связанных с применением микроконтроллеров.
Также в процессе написания реферата были использованы современные и классические источники литературы и глобальной сети Internet.

Список использованной литературы

Лахтина, Н.Ю. Техническое обеспечение телематических систем: учеб. пособие. В 6 ч. Ч. 3 / Н.Ю. Лахтина, К.Г. Манушакян. - М.: МАДИ, 2013. - 52 с.
Рубанов В.Г. и др. Лабораторный практикум по микроконтроллерам семейства Cortex-M. Методическое пособие. — В.Г. Рубанов, А.С. Кижук, Д.А. Бушуев, Е.Б. Кариков, Е.П. Добринский. — Белгород: Изд-во БГТУ, 2016. — 61 с.
Строганова С.М., Теодорович Н.Н. Лабораторные работы по микроконтроллерам семейства 1986BE9Х компании Миландр. Методические указания. — Королев: Технологический университет, 2016. — 85 с.
Афонин А.А., Ямашев Г.Г. Микроконтроллеры в задачах ориентации, навигации и управлении летательных аппаратов. Учебное электронное издание. — Саратов: Ай Пи Эр Медиа, 2016. — 191 c.
Гордеев А.С. Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве. Учебно-методический комплекс. — Мичуринск-наукоград РФ: МичГАУ, 2016. — 274 с.
Бойков В.И., Болтунов Г.И., Быстров С.В., Григорьев В.В., Литвинов Ю.В. Цифровая техника систем управления. Санкт-Петербург: Университет ИТМО, 2018. — 139 с.
Белоус А.И., Солодуха В.А., Шведов С.В. Космическая электроника. Книга 1. В 2-х книгах. — Москва: Техносфера, 2015. — 696 с.
Попов А.Н. Разработка устройств на основе микроконтроллеров. Учебно-методическое пособие. — Екатеринбург: УрГУПС, 2016. — 69 с.
Блум Джереми. Изучаем Arduino: инструменты и методы технического волшебства. Лахтина Н.Ю., Манушакян К.Г. Техническое обеспечение телематических систем. Ч. 3. Учеб. пособие. В 6 ч. Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ), 2013. – 52 с.
Кузяков О.Н. Проектирование систем на микропроцессорах и микроконтроллерах. Учебное пособие. — Тюмень: ТюмГНГУ, 2014. — 104 с.
Максимычев О.И., Виноградов В.А. Программирование микроконтроллеров. Методические указания к лабораторным работам. — М.: МАДИ, 2015. — 88 с.
Масленникова С.И. Универсальный микропроцессорный блок с открытыми каналами ввода-вывода. С.И. Масленникова, А.В. Ситников, И.А. Ситников// // Радиооптика. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2015. № 02. С. 47–68.








2