ДП_поясняк (1231259), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Список доступных окон:

- Watch window - в этом окне пользователь может просматривать значения и адреса переменных;

-Trace window показывает хронологию программы, выполняемой в настоящее время;

-Register window позволяет просматривать содержимое регистров (Регистры можно изменять во время остановки программы);

-Memory windows отображает содержимое памяти программ, данных, портов ввода/вывода и энергонезависимого ПЗУ. Память можно просматривать в HEX, двоичном или десятичном форматах. Содержимое памяти можно изменять во время остановки программы;

-I/O window показывает содержимое различных регистров ввода/вывода (EEPROMI/O, порты, Таймеры и т.д);

-Message window показывает сообщения от AVR Studio;

-Processor window отображается важная информация о ресурсах микроконтроллера, включая программный счетчик, указатель стека, регистр статуса и счетчик цикла. Эти параметры могут модифицироваться во время остановки программы.

При выходе настройки рабочего окружения сохраняются. При первом запуске требуется настроить окна для управления и вывода необходимой информации. Во время следующей загрузки настройки автоматически восстанавливаются.

В AVR Studio включена поддержка отладочных средств фирмы Atmel. Это различные внутрисхемные эмуляторы (ICEPRO, Mega ICE, AVRICE, ICE200, Asic ICE, ICE10, ICE30).

С AVR Studio также совместимы любые программаторы и отладочные средства, которые поддерживают микроконтроллеры фирмы Atmel.

2.2.2 Пакет программ для автоматизированного проектирования электронных схем PROTEUS

Пакет программ для автоматизированного проектирования (САПР) электронных схем Proteus, объединяет в себе две основных программы:

• ISIS – средство разработки и отладки в режиме реального времени электронных схем;

• ARES – средство разработки печатных плат.

Из пакета необходим только ISIS — как средство моделирования электронных схем.

Интерфейс программы представлен на листе 3 графического материала, а так же на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 – Интерфейс Proteus

Окно интерфейса условно можно разбить на следующие составляющие:

• панель быстрого доступа;

• окно редактора принципиальных схем;

• инструменты редактора.

Панель быстрого доступа показана на рисунке 2.3 и содержит следующие элементы:

«File» - отвечает за сохранение и загрузку проектов;

«View» - настройка внешнего вида окна редактора;

«Edit» - содержит кнопки копировать/вставить/вырезать;

«Tools» - инструменты, помогающие в работе с ISIS;

«Design» - редактирование свойств проекта;

«Graph» - редактирование графиков;

«Source» / «Debage» - управление компиляцией и отладкой прошивок для микроконтроллеров;

«Library» - выбор и добавление электронных компонентов в окно редактирования;

«Template» - настройка цветовой схемы для соеденительных линий, текста, фона и т. п.;

«System» - настройка системы Proteus;

«Help» - справка.

Рисунок 2.3 – Панель быстрого доступа Proteus

Окно редактора принципиальной схемы представлено на рисунке 2.4. Оно служит для построения электрических схем для их дальнейшего моделирования.

Рисунок 2.4 - Окно редактора принципиальной схемы

Инструменты редактора представлены на рисунке 2.5. Они используются для создания принципиальных схем в окне редактора (для удобства отображения на рисунке, панель инструментов повернута на 90 градусов).

Рисунок 2.5 – Инструменты редактора интерфейса Proteus

2.2.3 Описание лабораторного стенда, по изучению и разработке программируемых микропроцессорных устройств

Изучение схемотехники в настоящее время очень актуально, в связи с большим развитием информационных технологий в сфере электроники. Электроника проникла во все сферы деятельности человека, будь это производство или бытовая техника.

Подготовка инженеров автоматизации, электрификации и связи предполагает изучение основ микропроцессорной техники.

При изучении, много времени уделяется практическим занятием, в процессе которых закрепляется теоретический материал, развиваются навыки монтажа электронных схем и узлов. Изучение осложнено рядом факторов:

• использование виртуальных исследований, не позволяет тестировать устройства в реальных условиях и не дает полного представления о работе устройств и компонентов;

• необходимо собирать и отлаживать реальные устройства, это требует длительного процесса монтажа и трудоемко;

• также имеется необходимость подключения различных устройств и инструментов для тестирования (программаторы, блоки питания, отладочные интерфейсы, ПК).

В связи с этим, предлагается лабораторный стенд, разработанный для изучения устройств, с программируемой памятью.

Использование данного стенда совместно со специально подобранным программным обеспечением позволяет:

• разрабатывать и моделировать устройства на ПК, и проводить испытания на, подключенном к компьютеру, стенде;

• изменять программу управления и схему устройства, и тут же фиксировать изменения, анализировать результат;

• выгодно использовать время, отведенное студентам на практические занятия;

• унифицировать рабочее место студента;

• упростить и оптимизировать разработку.

Так же стоит отметить, что стенд увеличивает мотивацию студентов, так как использование стенда позволяет наблюдать результат исследований и развивать практические навыки.

Функциональная схема стенда состоит из следующих основных компонентов:

- программатор;

- макетная плата;

- кросс плата;

- реле со схемой управления;

- сборка кнопок и диодов;

- блок питания 5в,12в;

- блок питания 9в;

- мультиметр;

- разъемы.

Программатор необходим для программирования контроллеров, а также микросхем программируемой памяти. Макетная плата не обходима для быстрого монтажа исследуемой схемы или разрабатываемого узла. Кросс-плата служит внутренним соединителем функциональных узлов стенда. Реле со схемой управления необходимы для подключения внешней силовой нагрузки, с целью коммутирования силовых цепей. Сборка кнопок и диодов необходима для ввода и вывода дискретной информации в исследуемое устройство. Блоки питания осуществляют питание внутренних узлов стенда, а так же исследуемого узла. Мультиметр используется для измерения аналоговых электрических величин. Разъемы необходимы для подключения различных интерфейсов.

На листе 3 графического материала представлена структурная схема стенда, а также внешний вид.

2.3 Реализация взаимодействия устройства с пользователем

2.3.1 Графическое отображение информации

Для отображения информации выбран LCD дисплей фирмы WINSTAR. Дисплей является знак синтезирующим, позволяет отображать 4 строки по 20 символов. Дисплей подключен по 4-х проводной схеме передачи данных. На дисплее отображается следующая информация:

• стартовой информации;

• режим работы АЦП;

• режим передачи информации;

• температура;

• значение измеренного параметра на текущем режиме работы;

• дата и время.

Схема подключения дисплея к контроллеру представлена на листе 6 графического материала.

2.3.2 Управление устройством

Управление устройством осуществляется двумя способами: с помощью двух кнопок или управляющих команд с компьютера.

Первый способ осуществляется с помощью подключенных непосредственно к контроллеру кнопок. Одна кнопка переключает режимы работы и отображения АЦП. Вторая кнопка переключает режимы передачи - через USB кабель, либо передача по беспроводной сети.

Второй способ осуществляется как через беспроводную сеть, так и через подключенный кабель USB. Контроллер распознает принятые команды и выполняет. Основные команды возможности управления командами удаленного управления:

• установка даты и времени;

• переключение режимов работы АЦП;

• считывание и запись во внешнюю память;

• получение различной диагностической информации.

Подключение кнопок и переходника USB-COM представлено на листе 6 графического материала [10].

2.4 Организация беспроводной передачи данных

2.4.1 Использование приемопередатчика Mrf24j40ma

В качестве узла устройства, организующего подключение и работу в сети ZigBee, выбран готовый модуль Mrf24J40ma.

Модуль поддерживает стандарт IEEE 802.15.4 и протоколы ZigBee, MIWI, MIWI P2P, имеет встроенный 4-проводной последовательный интерфейс периферийных устройств (SPI) и тактовые генераторы 20 МГц и 32,768 кГц. К отличительным особенностям можно отнести:

• малый размер (17.8 мм x 27.9 мм);

• малое потребление энергии(Rx режим 19 мА,TX режим 23 мА, режим SLEEP: 2 мкА)

Аналоговые характеристики модуля:

• диапазон рабочих частот 2.405-2.48 ГГц;

• скорость передачи данных: 250 кбит;

• чувствительность +5 дБм при уровне сигнала -94 дБм;

• выходная мощность +0 дБм;

• встроенный механизм подавления помех;

• встроенные синхронизация и фильтры.

Пакетные характеристики модуля:

• встроенный механизм обнаружения и устранения коллизий (CSMA-CA);

• механизм автоматического ответа и подтверждение передачи/приема пакета;

• работа в режиме тайм слотов;

• встроенный механизм вычисления качества сигнала (RSSI);

• механизм автоматической пересылки пакетов;

• аппаратное обеспечение различных механизмов шифрования и безопасности (AES-128);

• поддержка сетевого MAC уровня.

Блок схема модуля и схема подключения к управляющему контроллеру, представлена на рисунке 2.6.

Характеристики

Список файлов ВКР