Разработка принципиальной схемы

Микроконтроллер

Для реализации МПУ контроля и индикации параметров нам понадобится 8 разрядный контроллер, с одним таймером, портами ввода/вывода, регистрами.

Выбираем микроконтроллер PIC16F84.F84 - это 8-pазpядный микpоконтpоллеp. Отличается низкой ценой, низким энеpгопотpеблением и высокой скоpостью. Он предназначен для изделий, пpогpамма котоpых может меняться, либо содеpжит какие-либо пеpеменные части, таблицы, паpаметpы калибpовки, ключи и т.д., является электpически стиpаемым и пеpепpогpаммиpуемым. Он также содеpжит электpически пеpепpогpаммиpуемое ПЗУ даных. Именно такой контpоллеp мы и будем использовать.

Рис. 2. Принципиальная схема МПУ

В микроконтроллерах PIC16F84 существует два блока памяти - память программ и память данных. Каждый блок имеет свою собственную шину, что позволяет за один такт производить обращение как к коду, так и к данным.

Память данных микроконтроллера PIC16F84 можно разделить на специальные регистры, содержащие служебную инфомацию о состоянии микроконтроллера и регистры общего назначения, используемые в качестве оперативной памяти микроконтроллера.

Память для хранения программы микроконтроллера PIC16F84 (1k 14-и битовых слов) выполнена по FLASH технологии и размещена непосредственно на кристалле микроконтроллера. Выборку очередной инструкции из памяти осуществляет блок управления с использованием текущего значения счетчика команд, имеющего восьмиуровневый стек, позволяющий реализовать последовательный вызов процедур.

После выборки микрооперация храниться в регистре инструкций IR и доступна декодеру для выборки данных и декодирования.

Декодер распознает и декодирует выбранную команду для того, чтобы сообщить блоку управления, какие аппаратные части ядра микроконтроллера должны быть задействованы для выполнения инструкций.

Блок управления сообщает тактовому генератору, в какой последовательности должны работать аппаратные блоки контроллера (т.е. управляет работой конвейера).

Регистр общего назначения микроконтроллера PIC16F84 представляет собой набор скоростных регистров (68 * 8 бит).

Данные в регистровый файл могут поступить по следующим путям:

Из регистра инструкций через мультиплексор MUX1.

От АЛУ.

Из памяти данных.

Из портов ввода/вывода и других периферийных устройств.

АЛУ микроконтроллера PIC16F84, который управляется блоком управления имеет регистр аккумулятор, доступный программе и регистр статуса, который может информировать о результатах выборки.

Данные на АЛУ могут поступать из следующих источников:

От регистра инструкций через мультиплексор MUX2.

Из регистров общего назначения.

Из памяти данных. При этом косвенно через регистры общего назначения операнд может поступить на АЛУ.используется для реализации механизмов прямой и косвенной адресации.

Память данных (64 байт) служит для хранения константных значений и в некоторых случаях для хранения части исполняемого кода при нехватке памяти программ.

Электростираемое, перепрограммируемое ПЗУ.

Программирование по принципу ISP позволяет по средствам специального интерфейса (2-е линии) программировать память данных и инструкций.

Порты ввода/вывода предназначены для подключения различного периферийного оборудования по средствам 2-х портов, до 16-и линий ПУ. Все порты микроконтроллера PIC16F84 программно доступны и позволяют программно настраивать на различные режимы функционирования.

Таймер - аппаратная реализация часов реального времени, которые можно использовать для отсчета различных временных интервалов. Таймер полностью программно доступен и может функционировать с выработкой аппаратного прерывания либо посредствам установки значения специального регистра.- расширения портов ввода/вывода к которым можно подключать источники аналогового сигнала.- универсальный блок последовательной передачи информации, позволяет подключать периферийные устройства по последовательному интерфейсу.

Генератор случайных чисел

Другие материалы

Расчёт характеристик сигналов и каналов связи
На современном этапе развития перед железнодорожным транспортом стоят задачи по увеличению пропускной и провозной способности, грузовых и пассажирских перевозок, уменьшению времени оборотов вагонов и ...

Синтез дискретных устройств
На современном этапе развития научно-технического прогресса повсеместно, во всех отраслях промышленности идет автоматизация производства. Автоматизация производственных п ...

Проектирование кабельных сетей и устройств АТиС на перегоне и станции ЭМ-31-8
Железнодорожная сеть представляет собой единую, работающую по общему плану систему, все части которой взаимодействуют друг с другом. Работа всех звеньев ж/д сети не может осуществляться ...