Технічні характеристики

1.2 Технічні характеристики

При розробці принципової схеми проектуємого пристрою ми використовували 8-ми бітовий мікроконтролер AT90S8515-8PI фірми Atmel з 8 кілобайтами програмованої пам’яті. Розглянемо його технічні особливості:

Блокування бітів при високій напрузі живлення. В деяких пристроях блоковані біти на перезаписуються при високій напрузі живлення і температурі. В даній ситуації неможливо перепрограмувати пристрій коли заблоковані біти вже встановлені. Дана помилка може виникнути в випадку, коли температура оточуючого середовища занадто висока. Для вирішення проблеми потрібно зменшити напругу живлення до 4 В, перед виконанням стирання. Після цього контролер розблокується, і ми отримаємо можливість перепрограмувати пристрій (практично при будь-якій температурі навколишнього середовища).

В випадку, якщо відбулася команда скидання під час запису пам’яті контролера результат запису буде не такий, який ми очікуємо. Цикл запису пам’яті ніби завершується так, як і повинен, але регістри адреси будуть встановлені в положення 0. Результатом може стати хибне відображення записаного значення. Для усунення проблеми в випадку, коли ми не можемо гарантувати захист від отримання сигналу скидання під час запису пам’яті ми не повинні використовувати адресу 0 для пам’яті.

В випадку, коли живлення МК під час програмування нижче 3 В, послідовне програмування може завершитися невдачею. Отже, для коректного програмування пристрою потрібно тримати живлення не нижче рівня 3 В під час програмування контролера.

Джерело живлення використане в схемі повинне бути стабілізованим джерелом з вихідною напругою 5 В.

Детальні характеристики мікроконтролера AT90S8515-8PI подано далі.

Технічні характеристики МК AT90S8515-8PI:

Напруга живлення, В 4,0-6,0

Тактова частота, МГц 8

Кількість ліній введення-виведення 32

Ємність ненргонезалежної пам’яті програм, К 8

Ємність енергонезалежної пам’яті даних, К 512

Ємність статичної пам’яті даних, байт 512

Інтерфейси UART, SPI

Аналогові входи відсутні

Кількість і розрядність таймерів 2х8

Кількість і розрядність лічильників 1х16

Можливість програмування на цільовій платі при основній напрузі живлення наявна

1.3 Розробка і обґрунтування схеми електричної структурної

Схему електричну структурну приведено на рисунку 1.3.1.

Рисунок 1.3.1 – Структурна схема проектуємого пристрою

На структурній схемі зображено наступні елементи: кнопка, джерело живлення, мікроконтролер та динамік.

Розподіл функцій між елементами можна умовно розділити таким чином: кнопка служить для увімкнення приладу (наслідком чого є програвання наступної музичної композиції), джерело живлення подає робочу напругу для роботи пристою, живлячи кожен з його вузлів, мікроконтролер – головна керуюча частина пристрою, динамік забезпечує програвання музичних композицій.

2 Спеціальний розділ

2.1 Вибір і обґрунтування елементної бази

При проектуванні пристрою використані наступні елементи:

Мікроконтролер AT 90S8515фірми Atmel, 2 транзистори типу КТ5503Е та 1 типу КТ819Г, джерелом живлення може бути будь-яке стабілізоване джерело (можна використати батарею з гальванічних елементів або акумуляторів) з вихідною напругою 5 В. Передбачено використання реле типу Еestar BT-5S, але можна використовувати будь-яке інше реле з напругою спрацювання не більше ніж 4,5 В з контактами, розрахованими на комутацію мереженої напруги 220 В. Для контролю величини напруги доцільно використати детектор зниження напруги живлення КР1171СП47 або його аналог PST 529.

Мікроконтролер AT 90S8515являє собою 8-розряядний високопродуктивний RISC-контролер загального призначення. Архітектуру мікроконтролера AT 90S8515зображено на рисунку 2.1.1.

Рисунок 2.1.1 – Архітектура мікроконтролера AT 90S8515

В курсовій роботі обрано контролер з сімейства Classic, яке характеризується продуктивністю до 16 мільйонів операцій в секунду, наявністю пам’яті програм Flash ROM 2-8 кбайт, пам’яті даних EEPROM 64-512 байт, пам’яті даних SRAM 128-512 байт. Контролери даної сім’ї мають дещо нижчі можливості ніж інші сім’ї з точки зору периферії і обчислювальних можливостей.

Широка номенклатура AVR-мікроконтролерів дозволила обрати такий, який задовольнив всі наші потреби (див пункт 1.2 Технічні характеристики).

Високу продуктивність забезпечують:

-  виконанням великої кількості команд за один тактовий цикл;

-  конвеєром команд, що забезпечують одночасно з виконанням поточної команди вибірку наступної;

-  потужною системою команд єдиного 16-розрядного формату;

-  вбудованими апаратними пристроями.

Мале енергоспоживання забезпечують:

-  СМОS-технологія;

- цілком статична роботою - від покрокового режиму до максимальної тактової частоти.

Малу вартість як на рівні вартості апаратного обладнання, так і на рівні вартості розробки і налагодження прикладних програм, забезпечують:

-  Flash-пам'яттю програм, яку програмують на цільовій платі;

-  можливістю вибору мікроконтролера з достатньою і відповідною кількістю функцій і вбудованої периферії.