Funkcijski Generator

  • View
    25

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

FUNKCISKI GENERATOR PROIZVOLJNIH TALASNIH OBLIKA REALIZOVAN POMOU MIKROKONTROLERA I D-LATCH-a.

Transcript

  • Univerzitet u Niu Elektronski fakultet Katedra za elektroniku predmet:Mikroprocesorski sistemi Profesor-Mentor: prof.dr Mile Stojev

    SSEEMMIINNAARRSSKKII RRAADD

    FUNKCISKI GENERATOR PROIZVOLJNIH TALASNIH OBLIKA REALIZOVAN POMOU MIKROKONTROLERA I D-LATCH-a

    kandidati:Bokovi Milan br.ind:11042 Aleksandar Petrovic br.ind:10323

    NI, 2007

  • - 2 -

    SADRAJ

    1. Sadraj ..2 2. Opti uvod ......3 3. D- le i D/A konvertor realizovan sa 2R-R otpornom mreom ......................................5 3.1 D/A konvertor sa otpornim mreama (sabiranje struja) ...........................................9 4. Uvod mikrokontroler ..................................................................................................14 5. Opis i analiza mikrokontrolera AT 89S8253 ... 15 5.1 O mikrokontroleru (blok dijagram, struktura ipa) ...............................................16 5.2 Opis pinova .......................................................................................................... 18 5.3 Tajmeri i brojai ................................................................................................... 22 5.3.1. Kontrola rada tajmera ................................................................................ 23 5.3.2. Tajmer 2 ......................................................................................................24 5.3.2.1. Korienje Tajmera 2 za generisanje brzine bauda ....................... .28

    5.3.2.2 Korienje Tajmera 2 za programiranje izlaznog takta (clock-out). 29 6. Sistem prekida mikrokontrolera ............................................................................ .31 6.1. Izvori prekida .................................................................................................... 31 6.2. Maskiranje prekida ............................................................................................ 32 7. Napajanje .................................................................................................................... 34 8. Asembler .................................................................................................................... 38 9. Tipini aplikacioni programi .................................................................................. . 43 9.1 Softver (MEC UNP2 univerzalni programator) ................................................. 43 10. Zadaci za studente ................................................................................................... 51 11. Zakljuak ........ .59 12. Literatura .......... . 60 13. Dodaci .. 61

  • - 3 -

    2. OPTI UVOD

    Cilj ovog projekta je da se generie signal proizvoljnog talasnog oblika. To se moe ostvariti na sledei nain. Naa veba se sastoji iz dva elementarna bloka: prvi blok ini mikrokontroler firme ATMEL AT89S8253 sa celokupnom svojom strukturom koja e biti obraena i prikazana u narednim poglavljima, dok drugi blok ini D-le firme TOSHIBA TC74HC373 sa D/A konvertorom realizovanim sa 2R-R vezom. Komunikacija izmeu ova dva bloka se ostvaruje preko dva porta koji su 8-bitni koji su povezani sa krimp konektorima koji su takoje 8-bitni (slika 1). Port 1.0-1.7 se koristi za slanje 8-bitne digitalne rei na osnovu koje se generie signal proizvoljnog talasnog oblika, dok se kod porta 2 koristi samo 2.0 za slanje signala dozvole LE (latch enable input). Port za OE (output enable) nam nije poteban jer smo ga uzemljili na samoj ploii. Na koji nain i za koje vrednosti sinala LE se alje digitalna re na ulaz D-lea e biti kasnije prikazano u tabeli stanja.

    Sl. 1. Blok ema

  • - 4 -

    Celokupna ema naeg generatora proizvoljnih talasnih oblika je data na slici 2.

    2R

    2R

    2R

    2R

    2R

    2R

    2R

    2R

    2R

    R

    R

    R

    R

    R

    R

    R

    D/A konvertor

    Q0

    Q1

    Q2

    Q3

    Q4

    Q5

    Q6

    Q7

    MikrokontrolerAT89S8253

    D7

    D6

    D0

    D1

    D2

    D3

    D4

    D5

    LEP2.0

    P1.0

    P1.7

    P1.6

    P1.5

    P1.4

    P1.3

    P1.2

    P1.1

    D LeTC74HC373 AP

    Sl. 2. Blok ema sa realizacijom D/A konvertora

  • - 5 -

    3.D-LE I D/A KONVERTOR REALIZOVAN SA 2R-R OTPORNOM

    MREOM: D-LE: D-le TC74HC373 je brzi CMOS OCTAL LE sa tri nivoa izlaza izraenih od silikonskog gejta C2MOS tehnologije. Cilj je postici veliku brzinu operativnosti ekvivalentnu LSTTL vremenu podranu od strane CMOS sa smanjenom portonjom. Ovi 8-bitni D-tipa leovi su kontrolisani od stane LE signala dozvole na ulazu, i signala dozvole na izlazi OE. Kada je ulaz OE na visoko, oba izlaza su u stanju visoke inpedanse. Svi ulazi su opremljeni sa zatitnim kolom zbog statikog pranjenja ili transcidentnog napona. Speifikacija lea TC74HC373 je:

    Najveca brzina................................... Reim smanjenje potronje:.............. Osetljivost na buku:...........................

    Simetrina izlazna inpedansa:............ Izlazna kapacitivnost:......................... Ujednaeno propagaciono kanjenje.. iroki opseg operativnog napona....... Pinovi i funcionalna kompatibilnost odgovaraju 74LS7373/533

    Tabela stanja:

    Ulazi Izlazi OE LE D Q H X X Z L L X Qn L H L L L H H H

    X: ne definisano stanje Z: visoka impeadana Qn: Q izlaz je leovan u trenutku kada kada je LE kada uzima vrednost niskog nivoa .

  • - 6 -

    Razlikujemo nekoliko tipova kuita koje se koristi da bi se u njega upakovao ovaj D-le TC74HC373. Ona se koriste u zavisnosti od tipa ploice koja se koristi ili od same tehnologije izrade ploice. One se razlikuju po obliku, teini i po tome da li koriste podnoje ili ne (za SMT tehnologiju). Mi koristimo le sa kuitem (DIP 20PIN) Najece koricenji tipovi kucista su: DIP 20PIN :

    SOP 20PIN:

  • - 7 -

    SOP 20PIN:

  • - 8 -

    RASPORED PINOVA:

    IEC logiki simboli:

    Sistemski dijagram D-lea:

  • - 9 -

    3.1 D/A konvertor realozovan mreom 2R-R : D/A konvertori slue za pretvaranje digitalnih u analogne signale. Oni su istovremeno i digitalna i analogna kola, poto imaju na svojim ulazima i izlazima i digitalne i analogne siganale. Ovi pretvarai se izrauju kao posebna integralna kola, a mogu da se ostvare i od diskretnih komponenti ili upotrebom drugih integrisanih kola. Digitalno-analogna konverzija je ustvari pretvaranje binarno zapisane brojne vrednosti sa n bita:

    u analogni napon ija je vrednost Va u voltima proporcionalno digitalnoj vrednosti Dn:

    D/A konvertori se prave sabiranjem struja tako da su doprinosi svake struje srazmerni teini binarnih cifara zapisane digitalne vrednosti. Ako je binarna cifra nula, struja koja odgovara toj binarnoj cifri se mnoi sa nulom. Ako je binarna cifra L1, odgovarajua struja se mnoi sa jedan. D/A konvertor se moe praviti i pomou impulsno irinske modulacije tako da to je trajanje impulsa srazmerno digitalnom broju Dn, a trajanje periode srazmerno maksimalnoj vrednosti digitalnog broja (Dn) max.

  • - 10 -

    D/A konvertor sa otpornim mreama(sabiranje struja): D/A kovertor koji sabira struje sadri izvor referentnog napona Vr ili Vout, prekidae koji se postavljaju u jedan od od dva mogua poloaja pod dejstvom binarne cifre bi i otpornu mreu koja provodi i sabira konponente struja koje su proporcionalne sa teinama binarnih cifara .

  • - 11 -

    Primenom superpozicije, izraunava se napon tevenenovog generatora. Doprinos bita bi tevenonovog generatora je :

    gde su:

    Napon ekvivalentnog generatora je: Ako su izabrani otpornici u mrei sa odnosom teina binarnih cifara:

    onda je:

  • - 12 -

    Napon na potroau:

    Opisana teinska otporna mrea ima nedostatak u velikom rasponu upotrebljenih vrednosti: za n bita , odnos je 2n-1. Pored toga, promene vrednosti otpornosti (tolerancija) sa razliitim doprinosima na vrednost izlaznog napona. Prethodni nedostaci se odklanjaju primenom lestviaste otporne mree. Lestviasta otporna mrea: Lestviasta otporna mrea ima osobinu da je dinamika otpornost izmeu svakog vora, gde su R i 2R otpornici (slika 3.)

    Sl. 3. Lestviasta otporna mrea za n-bita

    Ovaj rezultat vai za lestviastu otpornu mreu sa proizvoljnim briojem bita Na osnovu predhodnog rezultata sledi da se svaki napon: biVr polovi kada se prostire po vorovima R-2R mree ako je Rp=

  • - 13 -

    Sledi da napon b0Vr daje doprinos tevenenovom generatoru od

    Generalno, napon biVr doprinosi

    tevenenovom generatoru vt . Primenom superpozicije, sledi:

    Napon na potroau je:

  • - 14 -

    4.UVOD MIKROKONTROLER

    Dananji ivot je, nezamisliv bez razliitih vidova komunikacije, informisanja,

    kontrole i dr. Sve vie procesi koji mogu da se kontroliu elektronskim putem, se time i podvrgavaju. Poev od medicine gde se kod dijagnostike bolesti pacijenata sve ee koriste elektronski ureaji koji razliite vidove energije koriste za pobuivanje elektro senzora koji pobuuju pokazivae za prikazivanje tih kontrolnih pregleda. Ne moemo da ne spomenemo automobilsku industriju gde se pocesi star