Навигация
ОБОСНОВАНИЕ ВЫБРАННОГО ВАРИАНТА ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ
30297
знаков
0
таблиц
5
изображений
2 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБРАННОГО ВАРИАНТА ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ
Рассмотренный на рисунке 1.1 генератор имеет ряд недостатков. Интервал между пачками импульсов не фиксированный, т.е. определяется интервалом времени между нажатиями кнопок оператором, когда в ряде случаев необходимо иметь на выходе генератора сигнал с заданной частотой следования пачек импульсов. Для увеличения количества импульсов в пачке необходимо включать дополнительные счетчики, что влечёт усложнение схемы и увеличение габаритов устройства. Также данный генератор не обеспечивает изменения длительности импульса в пачке. Все эти недостатки ограничивают область применения такого генератора.
Генератор, показанный на рисунке 1.2, предназначен для формирования последовательности пачек прямоугольных импульсов (кодовых последова - тельностей). Частота следования пачек постоянна, однако такая схема не обеспечивает изменения длительности импульсов в пачке, а также перестройку частоты следования пачек, изменяется лишь количество импульсов в пачке, что не всегда удовлетворяет предъявляемым к устройству требованиям.
Недостатком генератора, показанного на рисунке 1.3, является то, что он управляется посредством компьютера и для установки параметров сигнала, выдаваемого микроконтроллером необходимо использовать специальную программу для операционной системы компьютера. Это сужает область применения генератора из-за необходимости ПК.
Изображённый на рисунке 1.4 генератор обладает хорошими показателями и имеет большое число функций. Это дает большое преимущество такому генератору перед подобными устройствами, однако вызывает усложнение схемы и соответственно увеличение стоимости устройства. Микроконтроллеры фирмы «ATMEL» имеют довольно не маленькую стоимость по сравнению с теми же микроконтроллерами фирмы «Microchip technology».
Можно построить генератор, который удовлетворяет заданным требованиям, управляется посредством клавиатуры без применения компьютера, имеет простую схему и невысокую стоимость, и при этом обладает достаточно хорошими параметрами. Такой генератор можно выполнить на основе микроконтроллера PIC16С84. Он имеет невысокую стоимость по сравнению с АТ90S2313, и при этом не уступает ему по быстродействию.
PIC16CXX - это 8-pазpядные микроконтроллеры с RISC архитектурой, производимые фиpмой Microchip Technology. Это семейство микроконтроллеров отличается низкой ценой, низким энергопотреблением и высокой скоростью. Микроконтроллеры имеют встроенное ЭППЗУ программы, ОЗУ данных и выпускаются в 18 и 28 выводных корпусах.
PIC16C84 относится к семейству КМОП микроконтроллеров. Отличается тем, что имеет внутреннее 1K x 14 бит EEPROM для программ, 8-битовые данные и 64байт EEPROM памяти данных. При этом отличаются низкой стоимостью и высокой производительностью. Все команды состоят из одного слова (14 бит шириной) и исполняются за один цикл (400 нс при 10 МГц), кроме команд перехода, которые выполняются за два цикла (800 нс). PIC16C84 имеет прерывание, срабатывающее от четырех источников, и восьмиуровневый аппаратный стек. Периферия включает в себя 8-битный таймер/счетчик с 8-битным программируемым предварительным делителем (фактически 16 - битный таймер) и 13 линий двунаправленного ввода/вывода. Высокая нагрузочная способность (25 мА - максимальный втекающий ток, 20 мА - максимальный вытекающий ток) линий ввода/вывода упрощают внешние драйверы и, тем самым, уменьшается общая стоимость системы. Разработки на базе контроллеров PIC16C84 поддерживается ассемблером, программным симулятором, внутрисхемным эмулятором (только фирмы Microchip) и программатором.
Серия PIC16C84 подходит для широкого спектра приложений от схем высокоскоростного управления автомобильными и электрическими двигателями до экономичных удаленных приемопередатчиков, показывающих приборов и связных процессоров. Наличие ПЗУ позволяет подстраивать параметры в прикладных программах (коды передатчика, скорости двигателя, частоты приемника и т.д.).
Малые размеры корпусов, как для обычного, так и для поверхностного монтажа, делает эту серию микроконтроллеров пригодной для портативных приложений. Низкая цена, экономичность, быстродействие, простота использования и гибкость ввода/вывода делает PIC16C84 привлекательным даже в тех областях, где ранее не применялись микроконтроллеры. Например, таймеры, замена жесткой логики в больших системах, сопроцессоры.
Cледует добавить, что встроенный автомат программирования EEPROM кристалла PIC16C84 позволяет легко подстраивать программу и данные под конкретные требования даже после завершения ассемблирования и тестирования. Эта возможность может быть использована как для тиражирования, так и для занесения калибровочных данных уже после окончательного тестирования.
Обзор характеристик:
- только 35 простых команд;
- все команды выполняются за один машинный цикл, кроме команд перехода -2 цикла;
- рабочая частота 0 Гц ... 10 МГц (min 400 нс цикл команды)
- 14 - битовые команды;
- 8 - битовые данные;
- 1024 х 14 электрически перепрограммируемой программной памяти на кристалле (EEPROM);
- 36 х 8 регистров общего использования;
- 15 специальных аппаратных регистров SFR;
- 64 x 8 электрически перепрограммируемой EEPROM памяти для данных;
- восьмиуровневый аппаратный стек;
- прямая, косвенная и относительная адресация данных и команд;
- четыре источника прерывания:
· внешний вход INT
· переполнение таймера RTCC
· прерывание при изменении сигналов на линиях порта B
· по завершению записи данных в память EEPROM
Структурная схема PIC16C84 приведена на рисунке 2.1
Высокая скорость выполнения команд в микроконтроллерах PIC достигается за счет использования двухшинной Гарвардской архитектуры вместо традиционной одношинной Фон-Неймановской. В Гарвардской архитектуре разделена память программ и память данных. Обращение к памяти по отдельным шинам адреса и данных, значительно повышает производительность процессора по сравнению с традиционной архитектурой. Набор регистров означает, что все программные объекты, такие как порты ввода/вывода, ячейки памяти и таймер, представляют собой физически реализованные аппаратные регистры.
Рисунок 2.1 – Структурная схема микроконтроллера PIC16C84
Микроконтроллеры семейства PIC имеют очень эффективную систему команд, состоящую всего из 35 инструкций. Все инструкции выполняются за один цикл, за исключением условных переходов и команд, изменяющих программный счетчик, которые выполняются за 2 цикла. Один цикл выполнения инструкции состоит из 4 периодов тактовой частоты. Таким образом, при частоте 4 МГц, время выполнения инструкции составляет 1 мксек. Каждая инструкция состоит из 14 бит, делящихся на код операции и операнд (возможна манипуляция с регистрами, ячейками памяти и непосредственными данными).
Генератор пачек прямоугольных импульсов на микроконтроллере позволяет получать пачки импульсов любой длительности с большой точностью, при этом частота следования пачек может иметь любые значения. Такой генератор позволяет получать частоты инфранизкого диапазона, что трудно обеспечить в любом другом генераторе. Программное управление даёт возможность перестройки частоты пачек и длительности импульсов в больших пределах, что не всегда возможно в обычных генераторах на RC –элементах или КМОП - микросхемах. Устройства, построенные на базе микроконтроллеров PIC16C84, характеризуются простотой схемы и дешевизной в изготовлении.
Похожие работы
... питания, блока сопряжения с компьютером, компьютер, индикатор. Блок – схема радиоприемника представлена на рисунке.2.1. Рисунок 2.1 - Структурная схема дистанционного комплекса контроля функционального состояния 1 – приемник; 2 – дешифратора; 3 – детектора; 4 – усилителя; 5 – усилителя вертикального отклонения; 6 – электронно-лучевой трубки; 7 – задающего генератора ...
... измерения энергии должна находится в пределах ±(0,1-2,5)%. 4.4 Зависимость погрешности дозирования от состава технических средств комплексов дозирования Поскольку в электротехнические комплексы дозирования помимо рассмотренных выше устройств цифрового дозирования количества электричества и электрической энергии входят также устройства коммутации и датчики тока и напряжения, то необходимо ...
0 комментариев