Охарактеризуйте структурную схему PIC контроллеров на примере микросхемы 16С52, принципы работы, назначение регистров, организация памяти
Билет 31
72. Опишите пример АС измерения температуры с использованием интеллектуальных датчиков, схема, формат выходного сигнала, структура протокола µLAN
Алгоритм измерения температуры с помощью датчика DS1820 определяется спецификацией интерфейса «1-Wire» и содержит элементы логического протокола обмена данными между мастер-контроллером и датчиком. Это связано с использованием технологии «master-slave», при которой инициирование любых действий датчика производит мастер-контроллер. Блок-схема алгоритма измерения приведена на рис. 53.
После включения питания, контроллер производит инициализацию датчика. После получения положительного ответа датчика, мастер отправляет на него последовательно две команды (используя процедуру ds_write) - Skip ROM и Convert T После передачи второй команды, которая аппаратно запускает процесс измерения температуры датчиком, необходимо дождаться ответа от датчика о том, что процесс измерения завершен и в ОЗУ датчика хранятся два байта значения температуры. Этот процесс не рассматривался ранее, поэтому «затенен» на рис. 53 и ниже рассмотрен более подробно. После получения команды Convert T, датчик производит собственно процесс измерения температуры, который занимает определенное (и достаточно большое, около 1 сек) время. Строго говоря, контроллер может «ничего не делать» и просто «опросить» датчик через 1 секунду для получения измеренного значения температуры. Однако на практике, скажем при необходимости отслеживать температуру непрерывно, такая задержка приведет к неоправданным задержкам в реакции контроллера на изменение температуры. Осуществляется путем отправки на него стандартного (для режима чтения бита) 5-ти микросекундного импульса, после которого, выждав паузу 5 мкс, контроллер ждет ответа в виде уровня «1» в этот момент. Блок-схема процесса ожидания ответа датчика после выполнения команды Convert T представлена на рис. 54. При обнаружении через 5 мкс ответа датчика в виде высокого уровня на линии (а пока датчик не готов – он «отвечает» на линии нулем), контроллер делает вывод о завершении процесса измерения и готовности датчика к выдаче результата. Для получения результата измерения предназначена команда Read Scratch pad, однако в соответствие со спецификацией интерфейса «1-Wire» перед ней необходимо два вспомогательных шага: повторно проинициализировать датчик и отправить на него команду Skip ROM. После их выполнения в ОЗУ датчика будут сохранены 2 байта о знаке и значении измеренной температуры, и он будет готов побитно передавать их мастер-контроллеру. В этом случае контроллеру останется лишь инициировать прием (процедура ds_read), т.к. без импульсов синхронизации приема датчик самостоятельно ничего передавать не может, принять и соответствующим образом декодировать принятые 16 бит.
|
|
|
|
|
|
Нарисуйте схему компенсационного стабилизатора на базе ОУ. Поясните назначение элементов схемы.
В отличие от параметрических компенсационные стабилизаторы напряжения обеспечивают необходимую стабильность напряжения на нагрузке при помощи отрицательной обратной связи, воздействующей на регулирующий элемент (РЭ). В зависимости от схемы включения РЭ компенсационные стабилизаторы разделяются на последовательные и параллельные.
Высокими показателями обладают стабилизаторы с усилителем постоянного тока на ОУ, один из вариантов которого показан на рисунке. На этом стабилизаторе опорный стабилитрон VD включен в верхнее плечо моста, диагональ которого присоединена к выходу стабилизатора, а вторая - ко входу ОУ. Выходное напряжение стабилизатора равно Uo=Us(R2+R3)/R3. Для защиты регулирующего транзистора VT1 от выхода из строя при коротком замыкании на выходе устройства введены транзистор VT2 и резисторы R4 и R5. При увеличении выходного тока выше допустимого предела падение напряжения на резисторе R5 (около 0,5В) открывает транзистор VT2, в результате чего уменьшается выходное напряжение стабилизатора. При этом резистор R4 защищает выход ОУ от перегрузки при открытом VT2.
|
|
|
Билет 32
Охарактеризуйте структурную схему PIC контроллеров на примере микросхемы 16С52, принципы работы, назначение регистров, организация памяти
Представлена упрощенная структурная схема 8-разрядного PIC-контроллера 16С52. Рассмотрим работу контроллера в рабочем режиме (или в режиме выполнения команд). По сигналу RESET, формируемому аппаратно или программно, блок формирования команд начинает последовательно с тактовой частотой CLK (от внутреннего или внешнего тактового генератора) выбирать из встроенного ПЗУ и выдавать на выход 12 разрядные слова-команды. В основе работы контроллера лежит выполнение полученной команды АЛУ для двух байт: находящихся в рабочем регистре W и любом из других регистров схемы с последующим сохранением результата в любом из них путем передачи результата в него по общей шине данных. Такой механизм связан с тем, что в каждый конкретный момент времени подключенным к ШД может быть ТОЛЬКО ОДИН регистр, а W – подключен к ней всегда.
В процессе работы АЛУ контролирует «правильность» полученного после выполнения команды результата. Для этого служит специальный регистр состояния STATUS, разряды (называемые флагами) которого изменяются при возникновении подобных явлений. ОЗУ контроллера содержит 25 регистров общего назначения (РОН), подключенных к общей шине данных, причем адресация (выбор) конкретного из них может осуществляться двумя способами: непосредственно и косвенно. Непосредственная адресация осуществляется блоком команд, выставляющим 5-разрядный адрес на шине адреса. Косвенная – осуществляется с помощью специального регистра FSR, преобразующим 8-разрядное входное слово, поступающее к нему на вход по шине данных, в выходное 5-разрядное слово, являющееся адресом конкретного регистра в ОЗУ.
|
|
|
Организация памяти в микроконтроллерах определяет физический и логический способ хранения информации в процессе его работы и программирования. В PIC контроллерах 16С52 эти области памяти разделены и физически. 12-разрядные коды программ записаны во внутреннем ПЗУ объемом 512 байт. К памяти данных относят ВСЕ физические регистры. Однако логически они делятся на РОН и SFR - регистры специального назначения или просто специальные регистры. Основное отличие специальных регистров от РОН-ов состоит в том, что если РОН используется просто для хранения байта, то SFR-ы являются управляющими регистрами, когда каждый бит записанного в них байта управляет (например, включает/выключает) одно из внутренних устройств микроконтроллера.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 312; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!