Проектирование узла многофункциональной каналообразующей аппаратуры

Байт адреса - первый байт, принимаемый после стартового условия, генерируется ведущим. Байт адреса состоит из 7-битного адреса DS1307, который равен 1101000, и следующего за ним бита направления передачи      ( ), который для чтения равен 1. После приёма и декодирования байта адреса, устройство выдаёт подтверждение на линию SDA. Затем DS1307 начинает передавать данные, начиная с указанного адреса, находящегося в регистровом указателе. Если перед началом чтения указатель регистра не записан, то первый читаемый адрес - это адрес, который был сохранён в нём последним. DS1307 должен принять "неподтверждение" для окончания чтения.

 

 

Рисунок 9 - Чтение данных - режим ведомого передатчика.

 

6. Микроконтроллер

 

 В данной работе мы используем микроконтроллер Atmega8 фирмы Atmel

Рисунок 10 – Структурная схема микропроцессора.

Микроконтроллер ATmega8 выполнен по технологии CMOS, 8-разрядный, микропотребляющий, основан на AVR-архитектуре RISC. Выполняя одну полноценную инструкцию за один такт, ATmega8 достигает производительности 1 MIPS на МГц, позволяя достигнуть оптимального соотношения производительности к потребляемой энергии.

Технические параметры:

Память для программ составляет 8 Кб с возможностью перезаписать 10 000 раз

байт флеш-памяти для хранения переменных (100 000 циклов перезаписи)

Кб ОЗУ и 32 регистра общего назначения

Два 8-разрядных Таймера/Счетчика с раздельным прескалером, режим сравнения

-разрядный  Таймер/Счетчик с раздельным прескалером, режим сравнения, режим захвата

Таймер реального времени с независимым генератором

канала ШИМ

каналов 10-разрядного АЦП

Двухпроводный последовательный интерфейс

Программируемый последовательный USART

Интерфейс SPI с режимами Master/Slave

Программируемый сторожевой таймер с отдельным независимым генератором

Встроенный аналоговый компаратор

Сброс при включении питания, программируемая защита от провалов питания

Встроенный калиброванный RC-генератор

Обработка внутренних и внешних прерываний

режимов с пониженным энергопотреблением: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Power-down, и Standby

Напряжение питания 4.5 - 5.5В

Тактовая частота 0-16 МГц

порта ввода/вывода, объединенных в 3 группы:

Порт В (PB0 - РВ7): Два вывода (РВ6 и PB7) используются для подключения кварцевого резонатора. Выводы РВ2 - РВ5 зарезервированы для внутрисхемного программирования. Таким образом, для общего применения остаются порты PB0 и PB1.

Порт С (PC0 - РС6: 7 выводов): Порты PC0 - РС5 можно использовать в качестве аналоговых входов. РС6 обычно используется для сброса.

Порт D (PD0 - PD7: 8 выводов): Эти порты можно использовать для общего применения.

Таблица 3 - Описание выводов микроконтроллера.

 

№	Название	Тип	Описание
7	VCC	Вход	напряжение питания от +4.5 до +5.5 В
8,22	GND	Вход	Общий (земля)
20	AVcc	Вход	напряжение питания + 5 В для модуля АЦП
21	ARef	Вход	вход опорного напряжения для АЦП

 

 

Таблица 4 - Питание.

 

№	Название	Тип	Описание
14	PB0	Вход/Выход	цифровой порт РВ0
14	ICP1	Вход	захват входа 1
15	PB1	Вход/Выход	цифровой порт РВ1
15	OC1A	Выход	выход сравнения/ШИМ 1А
16	PB2	Вход/Выход	цифровой порт PB2
16	OC1B	Выход	выход сравнения/ШИМ 1В
16	SS	Вход	вход Slave для SPI
17	PB3	Вход/Выход	цифровой порт РВЗ
17	OC2	Выход	выход сравнения/ШИМ 2
17	MOSI	Вход/Выход	вход данных в режиме Slave для SPI и ISP / выход данных в режиме Master для SPI и ISP
18	PB4	Вход/Выход	цифровой порт РВ4
18	MISO	Вход/Выход	вход данных в режиме Master для SPI и ISP / выход данных в режиме Slave для SPI и ISP
19	PB5	Вход/Выход	цифровой порт РВ5
19	SCK	Вход/Выход	тактовый вход в режиме Slave для SPI и ISP / тактовый выход в режиме Master для SPI и ISP
9	PB6	Вход/Выход	цифровой порт РВ6 при работе от встроенного генератора
9	XTAL1	Вход	тактовый вход, кварцевый резонатор
9	TOSC1	Вход	не используется при работе от внешнего генератора
10	PB7	Вход/Выход	цифровой порт РВ7 при работе от встроенного генератора
10	XTAL2	Вход	для подключения кварцевого резонатора
10	TOSC2	Выход	тактовый выход при работе от встроенного генератора

 

Таблица 5 - Порт B

 

№	Название	Тип	Описание
23	PC0	Вход/Выход	цифровой порт РС0
23	ADC0	Вход	аналоговый вход канал 0
24	PC1	Вход/Выход	цифровой порт РС1
24	ADC1	Вход	аналоговый вход канал 1
25	PC2	Вход/Выход	цифровой порт PC2
25	ADC2	Вход	аналоговый вход канал 2
26	PC3	Вход/Выход	цифровой порт РСЗ
26	ADC3	Вход	аналоговый вход канал 3
27	PC4	Вход/Выход	цифровой порт РС4
27	ADC4	Вход	аналоговый вход канал 4
27	SDA	Вход/Выход	канал данных для 2-проводного последовательного интрефеиса
28	PC5	Вход/Выход	цифровой порт РС5
28	ADC5	Вход	аналоговый вход канал 5
28	SCL	Выход	тактовый выход для 2-проводного последовательного интерфейса
1	PC6	Вход/Выход	цифровой порт РС6
1	RESET	Вход	внешний сброс

 

Таблица 6 - Порт С

 

№	Название	Тип	Описание
2	PD0	Вход/Выход	цифровой порт PD0
2	RxD	Вход	вход приемника USART
3	PD1	Вход/Выход	цифровой порт PD1
3	TxD	Выход	выход передатчика USART
4	PD2	Вход/Выход	цифровой порт PD2
4	INT0	Вход	внешнее прерывание канал 0
5	PD3	Вход/Выход	цифровой порт PD3
5	INT1	Вход	внешнее прерывание канал 1
6	PD4	Вход/Выход	цифровой порт PD4
6	XCK	Вход/Выход	внешний такт для USART
6	T0	Вход	внешний вход Timer 0
11	PD5	Вход/Выход	цифровой порт PD5
11	T1	Вход	внешний вход Timer 1
12	PD6	Вход/Выход	цифровой порт PD6
12	AIN0	Вход	вход аналогового компаратора канал 0
13	PD7	Вход/Выход	цифровой порт PD7
13	AIN1	Вход	вход аналогового компаратора канал 1

 

 

7. Дисплей

 

 

Рисунок 11 – Структурная схема Дисплея LCD 16x2.

 

LCD (Liquid Crystal Display) - экран представляет собой электронный модуль дисплея и имеет широкий спектр применения. 16x2 ЖК-дисплей базовый модуль и очень широко используется в различных приборах и схемах. Эти модули являются предпочтительными в течение семи сегментов и других многих светодиодных сегмента. Причины быть : ЖК-дисплеи экономичны , легко программируемые ; нет ограничение отображения специальных и даже пользовательские символы (в отличие от семи сегментов), анимации и так далее.

16x2 ЖК означает, что он может отображать 16 символов в строке и есть 2 такие линии . В этом ЖК отображается каждый символ в 5x7 пикселей матрицы . Этот ЖК состоит из двух регистров , а именно команд и данных .

Регистр команд хранит команды заповеди, данной ЖК-дисплее. Команда является инструкцией уделяется ЖК сделать предопределенный задачи, как его инициализации , очистка его экран , установив положение курсора , управления отображением и т.д. регистр данных сохраняет данные , которые будут отображаться на ЖК-дисплее . Данные значение ASCII символа , который будет отображаться на ЖК-дисплее . Кликните, чтобы узнать больше о внутренней структуре ЖК-дисплее.

 

Таблица 7 – Выводы контактов дисплея LCD 16x2.

 

№ Вывода.	Название.	Функции.
1	Ground	Земля (0В)
2	Vcc	Напряжение питания ; 5В (4.7В – 5.3В)
3	Vee	Регулировка контрастности при помощи регулируемого резистора.
4	Register Select	Выбор регистра команд.(Низкий регистр данных или высокий)
5	Read/write	При низкой запись в реестр, при высокой чтение из реестра.
6	Enable	Передача данных
7	DB0	8- битные выводы данных
8	DB1
9	DB2
10	DB3
11	DB4
12	DB5
13	DB6
14	DB7
15	A	Подсветка Vcc (5В)
16	K	Земля подсветки (0В)