Автор работы: Пользователь скрыл имя, 04 Мая 2013 в 18:42, курсовая работа
Важнейший компонент любого персонального компьютера - это его микропроцессор. Данный элемент в большей степени определяет возможности вычислительной системы и, образно выражаясь, является его сердцем. До настоящего времени безусловным лидером в создании современных микропроцессоров остаётся фирма Intel. Микропроцессор, как правило, представляет из себя сверхбольшую интегральную схему, реализованную в едином полупроводниковом кристалле и способную выполнять функции центрального процессора. Степень интеграции определяется размерами кристалла и количеством реализованных в нём транзисторов. Часто интегральными микросхемы называют чипами (chips).
Введение………………………………………………………………………………..4
Назначение и технические характеристики…………………………………..7
Описание работы шагомера……………………………………………………9
Структурная схема шагомера……………………………………………..9
Принципиальная схема шагомера……………………………………….10
Элементная база шагомера……………………………………………....11
Сравнительный анализ микроконтроллеров………………………………..21
Учебная программа для микроконтроллера…………………………………22
Система команд микроконтроллера…………………………………….22
Распечатка программы с комментариями………………………………26
Расчёт объёма запоминающего устройства…………………………….28
Заключение………………………………………………………………………...29
Список использованных источников……………………………………………
Прибор изготовлен по высокоплотной энергонезависимой технологии изготовления памяти компании Atmel. Встроенная ISP Flash позволяет перепрограммировать память программы в системе через последовательный SPI интерфейс или обычным программатором энергонезависимой памяти. Объединив в одном кристалле 8- битное RISC ядро с самопрограммирующейся в системе Flash памятью, ATtiny2313 стал мощным микроконтроллером, который дает большую гибкость разработчика микропроцессорных систем.
ATtiny2313 поддерживается различными
программными средствами и
Специальные характеристики
микроконтроллера:
Встроенный отладчик debugWIRE;
Внутрисистемное программирование через
SPI порт;
Внешние и внутренние источники прерывания;
Режимы пониженного потребления Idle, Power-down
и Standby;
Усовершенствованная схема формирования
сброса при включении;
Программируемая схема обнаружения кратковременных
пропаданий питания;
Встроенный откалиброванный генератор.
Порты ввода - вывода и корпусное
исполнение:
18 программируемых линий ввода – вывода;
20 выводной PDIP, 20 выводной SOIC и 32 контактный
MLF корпуса.
Диапазон напряжения питания:
от 1.8 до 5.5 В.
Рабочая частота:
0 - 16 МГц.
Потребление в активном режиме:
300 мкА при частоте 1 МГц и напряжении питания
1.8 В;
20 мкА при частоте 32 кГц и напряжении питания
1.8 В.
Режим пониженного потребления:
0.5 мкА при напряжении питания 1.8 В[5].
Преобразователь кода К514ИД1.
Преобразователи кодов служат для перевода одной формы числа в другую. Их входные и выходные переменные однозначно связаны между собой. Эту связь можно задать таблицами переключений или логическими функциями.
Характеристика К514ИД1[6].
входы:
"1" - 7; "2" - 1; "4" - 2; "8" - 6; "Г (Гашение)" - 4.
выходы:
"A" - 13; "B" - 12; "C" - 11; "D" - 10; "E" - 9; "F" -15; "G" - 14.
Ток нагрузки у К514ИД1 - 7,5мА;
8 - земля, 16 - +Uпит (+5,25 В)
Дешифратор К555ИД10.
Дешифратор (декодер) — комбинационное устройство, преобразующее n-разрядный двоичный, троичный или k-ичный код в kn -ичный одноединичный код, где k — основание системы счисления. Логический сигнал появляется на том выходе, порядковый номер которого соответствует двоичному, троичному или k-ичному коду.
Дешифраторы являются устройствами, выполняющими двоичные, троичные или k-ичные логические функции (операции).
Технические характеристики дешифратора К555ИД10 приведены в таблице[7].
Таблица 2.1 - технические характеристики К555ИД10.
|
|||||||||||||||
Рисунок 2.2 – Внешний вид К555ИД10
Индикатор АЛС318А
Технические характеристики индикатора АЛС318А приведены в таблице[8].
Таблица 2.2 - технические характеристики АЛС318А.
Материал |
GaAsP/GaP |
Цвет свечения |
красный |
Минимальная сила света Iv мин., мКд |
0.95 |
при токе Iпр., мА |
3 |
Количество сегментов |
7 |
Количество разрядов |
9 |
Схема включения. |
Общ. катод |
Высота знака, мм |
2.5 |
Максимальное прямое напряжение, В |
1.9 |
Максимальное обратное напряжение, В |
5 |
Максимальный прямой ток, мА |
5 |
Максимальный импульсный прямой ток, мА |
40 |
Рабочая температура, С |
-60…70 |
Рисунок 2.3 – Внешний вид индикатора АЛС318А
Интегральный стабилизатор МС7805СТ.
Технические характеристики интегрального стабилизатора МС7805СТ приведены в таблице[9].
Таблица 2.3 - технические характеристики МС7805СТ .
Корпус |
TO-220-3 |
Тип регулятора |
Linear Regulator |
Входное напряжение |
7...25 В |
Выходное напряжение |
4.85...5.15 В |
Внешняя регулировка выходного напряжения |
FIX |
Максимальный выходной ток |
1.5 А |
Ток собственного потребления |
4.2 мА |
Максимальное значение минимальной возможной разницы напряжений вход-выход |
2 В |
Рабочая температура |
0...125 °C |
Рисунок 2.4 – Внешний вид МС7805СТ
Датчик К1116КП4.
Технические характеристики датчика К1116КП4 приведены в таблице[10].
Таблица 2.4 - технические характеристики К1116КП4.
Тип выходного сигнала |
линейный |
Тип чувствительного элемента |
элемент Холла |
Наличие встроенного магнита |
нет |
Время нарастания сигнала, мкс |
1 |
Мин напряжение питания, В |
6 |
Макс напряжение питания, В |
12 |
Рисунок 2.5 – Внешний вид К1116КП4
Транзисторы.
КТ502Е. Технические характеристики приведены в таблице[11].
Таблица 2.5 - технические характеристики КТ502Е.
Марка транзистора: KT502E |
Материал p-n-перехода: Si |
Структура транзистора: pnp |
Предельная постоянная рассеиваемая мощность коллектора (Pc) транзистора: 350mW |
Предельное постоянное напряжение коллектор-база (Ucb): 80V |
Предельное постоянное напряжение коллектор-эмиттер (Uce) транзистора: 80V |
Предельное постоянное напряжение эмиттер-база (Ueb): 20V |
Предельный постоянный ток коллектора транзистора (Ic max): 150mA |
Предельная температура p-n перехода (Tj): 175В°C |
Граничная частота коэффициента передачи тока (Ft) транзистора: 5MHz |
Ёмкость коллекторного перехода (Cc), Пф: 50 |
Производитель: RUSSIA |
КТ816А. Технические характеристики приведены в таблице[12].
Таблица 2.6 - технические характеристики КТ816А.
Структура |
PNP |
Макс. напр. к-б при заданном обратном токе к и разомкнутой цепи э.(Uкбо макс),В |
- |
Макс. напр. к-э при заданном токе к и заданном сопр. в цепи б-э.(Uкэr макс),В |
40 |
Макс. напр. к-э при заданном токе к и разомкнутой цепи б.(Uкэо макс),В |
- |
Максимально допустимый ток к ( Iк макс,А) |
3 |
Статический коэффициент передачи тока h21э мин |
25 |
Граничная частота коэффициента передачи тока fгр,МГц |
3.00 |
Максимальная рассеиваемая мощность к (Рк,Вт) |
25 |
Корпус |
KT-27 |
Производитель |
Россия |
Диоды.
Технические характеристики
диода КД522А приведены в
Таблица 2.7 - технические характеристики КД522А.
Максимально допустимое постоянное обратное напряжение, В*: |
30 |
Максимально допустимое импульсное повторяющееся обратное напряжение В*: |
40 |
Максимально допустимый постоянный прямой ток, мА*: |
100 |
Максимально допустимый импульсный прямой ток, А: |
1,5 |
Максимальная рабочая частота, МГц*: |
- |
Время обратного восстановления, нс: |
4 |
Емкость диода, пФ: |
4 |
Постоянное прямое напряжение, В: |
1,1 |
Постоянный обратный ток при Uобр=Uобр max, мкА* |
2 |
Максимальная температура |
85 |
Динамик НС0905А.
Технические характеристики диода динамика НС0905А приведены в таблице[14].
Таблица 2.8 - технические характеристики НС0905А.
Производитель: |
JL World Co., Ltd. |
Тип излучателя |
электромагнитный |
Способ монтажа |
выводной |
Номинальное напряжение |
5 В |
Номинальный ток |
80 мА |
Номинальное сопротивление |
40 Ом |
Рабочая частота |
3.2 кГц |
Мощность излучения |
85 дБ |
Размер |
11 x 9.5 x 5 мм |
Рабочая температура |
-20...60 °C |
Температура хранения |
-30...70 °C |
Конденсаторы.
Конденсатор (от лат. condensare — «уплотнять», «сгущать») — двухполюсник с определённым значением ёмкости и малой омической проводимостью; устройство для накопления заряда и энергии электрического поля. Конденсатор является пассивным электронным компонентом. Обычно состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок.
Резисторы.
Резистор (англ. resistor, от лат. resisto — сопротивляюсь), — пассивный
элемент электрической цепи, в идеале
характеризуемый только сопротивлением
электрическому току, то есть для идеального
резистора в любой момент времени должен
выполняться закон
Ома для участка цепи: мгновенное значение напряжения на резисторе пропорционально току проходяще
3. Сравнительный анализ микроконтроллеров
Таблица 3.1 – Сравнительный анализ микроконтроллера ATtiny2313 с аналогом PIC16C717.
Характеристика |
ATtiny2313 |
PIC16C717 |
Разрядность |
8 бит |
8 бит |
Напряжения питания |
1,8…5,5 В |
2,5…5,5 В |
Память программ |
2 КБ |
3.5 Кб |
Тактовая частота |
16 МГц |
20 МГц |
Тип корпуса |
DIP20, SOIC20 |
SOIC |
Рабочая температура |
-40...85 °C |
0°C ... +70°C |
Интерфейс |
USI |
I2C, SPI |
Количество таймеров |
2 |
3 |
Количество выводов |
18 |
18 |
Тип памяти |
Flash |
OTP |
Из сравнительного анализа
микроконтроллеров видно, что по
ряду характеристик, таких как напряжение
питания, рабочая температура
4. Учебная программа для микроконтроллера
4.1 Система команд микроконтроллера
Система команд микроконтроллера приведена в таблице[15].
Таблица 4.1 - Система команд микроконтроллера.
Обозначение |
Функция |
ADC |
Сложить с переносом |
ADD |
Сложить без переноса |
ADIW |
Сложить непосредственное значение со словом |
AND |
Выполнить логическое AND |
ANDI |
Выполнить логическое AND c непосредственным значением |
ASR |
Арифметически сдвинуть вправо |
BCLR |
Очистить флаг |
BLD |
Загрузить T флаг в бит регистра |
BRBC |
Перейти если бит в регистре статуса очищен |
BRBS |
Перейти если бит в регистре статуса установлен |
BRCC |
Перейти если флаг переноса очищен |
BRCS |
Перейти если флаг переноса установлен |
BREQ |
Перейти если равно |
BRGE |
Перейти если больше или равно (с учетом знака) |
BRHC |
Перейти если флаг полупереноса очищен |
BRHS |
Перейти если флаг полупереноса установлен |
BRID |
Перейти если глобальное прерывание запрещено |
BRIE |
Перейти если глобальное прерывание разрешено |
BRLO |
Перейти если меньше (без знака) |
BRLT |
Перейти если меньше чем (со знаком) |
BRMI |
Перейти если минус |
BRNE |
Перейти если не равно |
BRPL |
Перейти если плюс |
BRSH |
Перейти если равно или больше (без знака) |
BRTC |
Перейти если флаг T очищен |
BRTS |
Перейти если флаг T установлен |
BRVC |
Перейти если переполнение очищено |
BRVS |
Перейти если переполнение установлено |
BSET |
Установить флаг |
BST |
Переписать бит из регистра во флаг T |
CALL |
Выполнить длинный вызов подпрограммы |
CBI |
- Очистить бит в регистре I/O |
CBR |
Очистить биты в регистре |
Очистить флаг переноса | |
CLH |
Очистить флаг полупереноса |
CLI |
Очистить флаг глобального прерывания |
CLN |
Очистить флаг отрицательного значения |
CLR |
Очистить регистр |
CLS |
Очистить флаг знака |
CLT |
Очистить флаг T |
CLV |
Очистить флаг переполнения |
CLZ |
Очистить флаг нулевого значения |
COM |
Выполнить дополнение до единицы |
CP |
Сравнить |
CPC |
Сравнить с учетом переноса |
CPI |
Сравнить c константой |
CPSE |
Сравнить и пропустить если равно |
DEC |
Декрементировать |
EOR |
Выполнить исключающее OR |
ICALL |
Вызвать подпрограмму косвенно |
IJMP |
Перейти косвенно |
IN |
Загрузить данные из порта I/O в регистр |
INC |
Инкрементировать |
FMUL |
Дробное незнаковое умножение |
FMULS |
Дробное умножение со знаком |
FMULSU |
Дробное умножение знакового с незнаковым |
JMP |
Перейти |
LD Rd,X |
Загрузить косвенно |
LD Rd,X+ |
Загрузить косвенно инкрементировав впоследствии |
LD Rd,-X |
Загрузить косвенно декрементировав предварительно |
LDI |
Загрузить непосредственное значение |
LDS |
Загрузить непосредственно из СОЗУ |
LPM |
Загрузить байт памяти программ |
LSL |
Логически сдвинуть влево |
LSR |
Логически сдвинуть вправо |
MOV |
Копировать регистр |
Перемножить | |
NEG |
Выполнить дополнение до двух |
NOP |
Выполнить холостую команду |
OR |
Выполнить логическое OR |
ORI |
Выполнить логическое OR с непосредственным значением |
OUT |
Записать данные из регистра в порт I/O |
POP |
Загрузить регистр из стека |
PUSH |
Поместить регистр в стек |
RCALL |
Вызвать подпрограмму относительно |
RET |
Вернуться из подпрограммы |
RETI |
Вернуться из прерывания |
RJMP |
Перейти относительно |
ROL |
Сдвинуть влево через перенос |
ROR |
Сдвинуть вправо через перенос |
SBC |
Вычесть с переносом |
SBCI |
Вычесть непосредственное значение с переносом |
SBI |
Установить бит в регистр I/O |
SBIC |
Пропустить если бит в регистре I/O очищен |
SBIS |
Пропустить если бит в регистре I/O установлен |
SBIW |
Вычесть непосредственное значение из слова |
SBR |
Установить биты в регистре |
SBRC |
Пропустить если бит в регистре очищен |
SBRS |
Пропустить если бит в регистре установлен |
SEC |
Установить флаг переноса |
SEH |
Установить флаг полупереноса |
SEI |
Установить флаг глобального прерывания |
SEN |
Установить флаг отрицательного значения |
SER |
Установить все биты регистра |
SES |
Установить флаг знака |
SET |
Установить флаг T |
SEV |
Установить флаг переполнения |
SEZ |
Установить флаг нулевого значения |
SLEEP |
Установить режим SLEEP |
ST X,Rr |
Записать косвенно |
Записать косвенно из регистра в СОЗУ с использованием индекса Y | |
ST Z,Rr |
Записать косвенно из регистра в СОЗУ с использованием индекса Z |
STS |
Загрузить непосредственно в СОЗУ |
SUB |
Вычесть без переноса |
SUBI |
Вычесть непосредственное значение |
SWAP |
Поменять нибблы местами |
TST |
Проверить на ноль или минус |
WDR |
Сбросить сторожевой таймер |