loogikatehteid, arvutusi, juhtida seadmeid, töödelda andmeid. Mikrokontroller koosneb järgnevatest osadest: Protsessor - ALU (Aritmetic Logic Unit) - aritmeetika loogikaplokk - Käsudekooder - Aadressimälu Mälu - Programmimälu - Andmemälu (RAM) - EEPROM mälu Sisend/väljundplokk Lisaseadmed Mis on register? Milleks kasutatakse Microchip PIC mikrokontrollerite registreid PORTx ja TRISx ? Register on andmebaas .Mikrokontrolleri sisendeid ja väljundeid saab seadistada TRIS ja PORT registritega.TRIS registri iga bitt on seotud vastava järjekorra numbriga viiguga. Samamoodi on võimalik viikusid ka sisenditeks defineerida, kirjutades TRIS registrisse vastavate bittide väärtuseks 1. Sisendiolekut näitavad vastava PORT registri bitid. Mis on põhiprogramm ja milleks kasutatakse almprogramme? Põhiprogramm koosneb hulgast funktsioonidest, mis üksteist vajaduse korral väljakutsuvad. Iga
Ülesanne: Analoog-digitaalmuunduri lugemine ja tulemuse väljastamine kahendkoodis Käik: Analoog/digitaalmuundurid (analoogsisendid) võimaldavad mõõta pinget 0-5 V. 8-bitise muunduri korral jagatakse mõõtepiirkond 255ks osaks ning mõõdetavale pingele vastav väärtus kirjutatakse mikrokontrolleri mälus olevasse registrisse. AD-muundur võimaldab sisendi pinge 0-5 V muundada kahendkoodi ning sealt edasi. Kui LED- lambid on ühenduses, võimaldab kuvada need vastavalt kahendkoodile . Programm kuvab AD-muundur väärtust seitsmesegmendilise indikaatoriga. Plokkskeem: Joonis 1: AD-muunduri plokkskeem Juhtprogrammi väljatrükk: ;Mikrokontrolleri registrinimede lisamine list p=16f877a include "p16f877a.inc"
on võimalik see kood palju lühemalt ja kompaktsemalt koostada, kuid hetkel puudub teadmine kuidas kasutada Assembleris matemaatilisi funktsioone. Mõlemad programmid töötavad ja vastavad ülesande püstitusele. Programmeerimine Assembleris ei ole iseenesest keerukas, kui teada kõiki käske, siis on see nagu iga teine keelgi, küll aga on sellega tülikas keerulisi lahendusi teha. LISA: Tabel 1: Programmis kasutatavad mikrokontrolleri digitaalsisendid ja –väljundid. Joonis1. Mikrokontrolleri viikude asetus õppeplaadil.
väljaviigu kohapeal ,,1", siis määrab selle väljaviigu oleku PORTB register. Kui DDRB registris on antud väljaviigu kohapeal ,,0", siis määrab väljaviigu oleku sisendseade, mis on ühendatud antud väljaviiguga. DDRB register ise väljaviigu olekut ei määra, ta määrab ainult andmete liikumise suuna. . Selleks, et saata andmeid registrile DDRB, tuleb saata andmed aadressile 0x04. PinB B pordi sisendregister. PinB register ,,kuulab" pidevalt millises olekus (,,0" või ,,1") on mikrokontrolleri väljaviigud ja jälgides PinB registri sisu saab teada millises olekus väljaviik on. Kui väljaviik on määratud väljundiks ja väljaviigu oleku määrab PORTB register, siis pole PinB registri oleku jälgimisel mõtet, sest PORTB määrab väljaviikude oleku ja PinB järgib seda. Kui väljaviik on määratud sisendiks ja väljaviigu oleku määrab sisendis olev seade, siis saab PinB registrilt teada, millises olekus väljaviik parajasti on.
· tähttopoloogia - kõik perifeersed sõlmed on ühendatud ühe tsentraalse sõlmega, s.t. iga sõlm võib vahetada informatsiooni mistahes teise sõlmega läbi tsentraalse sõlme · puutopoloogia - puhttopoloogilisest vaatevinklist kujutab see endast omavahel kokku ühendatud tähtvõrke · hübriidtopoloogia - kahe või enama võrgutopoloogia kombinatsioon 9. Mis pingenivool toimivad RS-232 ja UART ühendused? Peamine erinevus on neil signaali pingenivoodes. Kui UART on mikrokontrolleri liides mis töötab 0V ja 5V nivoodega (AVR puhul) siis RS-232 töötab 3-15V positiivse ning negatiivse pingenivoo peal. Mõlema liidese ühendamiseks on olemas spetsiaalsed nivoomuundamise kiibid. Seega kui nivoomuundur vahel on, võib UART-i kaudu andmeid edastada ilma ühegi muudatuseta programmis. Teine erinevus, mis puudutab protokolli on see, et RS-232 liides sisaldab ka eraldi andmevoo juhtimise liine (aga neid ei pea kasutama). Need on liinid mille
ning jõudlust vajatakse ainult üksikute kindlate protsesside juhtimiseks. Mikrokontrollereid leiab kõikjalt pesumasinatest, kohvimasinatest, külmkappidest, autodest, televiisoritest jne. Protsessori käsustik on protsessori ja programmeerija ühine keel. Teisisõnu võimaldab programmeerijal protsessorile ülesandeid anda. Programmi kontrolleri põhimällu laadimiseks tuleb esmalt luua ühendus arvuti ja mikrokontrolleri vahel ning kasutada tarkvara, mis ühildub konkreetse mikrokontrolleriga. Microchip PIC mikrokontrollerite puhul on üheks selliseks tarkvaraks näiteks PBrenner. Assembler on programmeerimiskeel ja assembleri direktiivid on teisisõnu selle keele käsud. 1 3 2. Ülesannete lahendused 1. Programm, mis lülitab nupuvajutusel sisse kaheksa valgusdioodi. Algoritmi plokkskeem: Joonis 1.1
Muutuja n näitab aega, mille jooksul tekib
dioodile uus arv. See arv 126, mis ajaliselt on veidi sekund. Programm loendab Taimeri TMR0
ületäitumisi kui 8-bilitline loendur on loendamisega jõudnud 255-ni.
. Missuguse taktsignaaliga töötab taimeri loendur teie tehtud ülesandes? 5MHz
Pulsilaiusmodulaatori (laiusimpulssmodulaatori)
modulatsioonisageduse ja impulsi laiuse määramine
Antud ülessande registrid määravad ära heli sageduse ehk millisena heli jõuab meieni. Heli
kostub mikrokontrolleri tranistorist.
#include
Jadaliides. Võtab andmeid baitide kaupa ja edastab need bitijadana ja vastupidi, ehk muudab bitijada tagasi baitideks. Sisaldab nihkeregistrit. Andmeside võib olla simplex (ainult ühesuunaline saatmine), poolduplex (saatmine ja vastuvõtmine kordamööda) või täisdupleks (mõlemad osapooled korraga saadavad ja võtavad vastu). Näiteks selleks, et edastada 1 bait, edastatakse kindla ajaintervalliga 8 bitti. Füüsiliselt toimub jadaliidese liinil, mis on 1 mikrokontrolleri viik, kindla ajavahemiku järel selle viigu pingeväärtuse muutus kõrgeks või madalaks. Jadaliidesega on üldjuhul ühendatud 2 seadet, millest üks edastab infot (viigu väärtust muutes) ja teine võtab seda vastu (viigu väärtust registreerides). Edastava viigu lühend on TX, vastuvõtval RX. Info liigub ühel liinil alati ühes suunas. Andmete teistpidi saatmiseks kasutatakse teist liini. Kui andmeid liigutatakse kahel liinil samaaegselt on tegu täisdupleks-siiniga.
valikul püstitatud ülesande täitmiseks. Rööpmuundamise meetod kindlustab suure teisendamise kiiruse. Tüüpiline muundamistsükli aeg on 25...100 ns, millele vastab mõõdetava suuruse väärtuste 40...10 MHz sagedusega kindlaksmääramise võimalus. Teisendamiseks vajalik aeg kulub komparaatorite ümberlülituseks ja kooderi tööks. Kuid reaalsete mõõtmiste korral kulub peale muundamiseks vajaliku aja teatud aeg ka mõõtetulemust kajastava koodi edastamiseks monitorile, mikrokontrolleri või arvuti (PC) andmesiinile ning mõõteprotsessi juhtimiseks. Lisaajakulu tõttu mõõdetava suuruse väärtuste fikseerimise sagedus mõõtesagedus (ingl sampling rate või scan rate) on tunduvalt väiksem kui teisendamise sagedus. 19. A/D-muundurite põhitüübid Järjestikuse lähendamise A/D-muundurid järgiv A/Dmuundur Integreerivad A/D-muundurid 13
5. Serial sisend 6. Haara kokku: Trüki nupuvajutust ja juhtimine LED 7. Analog Output 8. avr-libc maiuspalad 9. Analog sisend 10. Vilkuv LED - Katkestused ja arvestid 11. Püsiv ladustamine 12. Sisend Capture 13. Valvekoer 14. I2C/SPI lisaseadmed ATmega644P konkreetse ATtiny85 konkreetse AT90USB162 konkreetse Õppetund 1: vilkuv LED - Busy Waits ja IO pordid See osa on sissejuhatus mikrokontrollereid. Karbist välja, oma mikrokontrolleri ei tee midagi - sa pead laadida programmi, enne kui see on kasulik. Siin ma esitada riistvara samaväärne "Hello World" - vilk valgus. Kõigepealt vaatame pin kaart . Me näeme, et Arduino pin 13 on PB5 on ATmega168 - osa port B. Et kasutada seda pin, port B kõigepealt tuleb olla väljund pin. On mitmeid viise, kuidas seda teha, [2] - kirjalikult Port B Andmete suund loomist, [3] aadressil 0x24 või laisk / parem, kasutades DDRB makro
komponentidest, mis võivad oleneval tempist oma olekut korduvalt muuta. Laserkiire abil kustutamine. Spetsiaalse riistvara realiseerimine Programmne realisatsioon suvalist algoritmi saab realiseerida universaalarvutis programmina. PC külge ühendada juhitav seade ning kirjutada programm. Hea: saab kasutada normi tarkvaraga, ei pea tundma riistvara, lihtne teha muudatusi Halb: aeglane realisatsioon, PC mõttetult kallis, füüsilised mõõtmed. Mõned puudused võimalik lahendada mikrokontrolleri abil. Hea: lihtne teha muudatusi, odav, lai valik, väiksemad mõõtmed halb: spets tarkvara, riistvara tundmine, reaalajas aeglane Riistvaraline - algoritmi võib realiseerida riistvaras. Loogikaskeemi võib valmistada trükiplaatidelt tootjalt saadud mikroskeemidest või kristalli pinnal. Hea: suurte seeriate puhul odav, väikseim komponentide arv, suurem töökindlus, turvaline Halb: pikk valmistamisaeg, väikeste seeriate korral kulukas, kallis spets tarkvara.
3. SPETSIAALSE RIISTVARA REALISEERIMINE Programne realisatsioon (universaalarvuti baasil) ühendame personaalarvuti paralleelpordi külge juhitava seadme ning kirjutame programmi juhtalgoritmi täitmiseks. Plussid: lihtne teha muudatusi, saab kasutada harjumuspärast tarkvara. Miinused: aeglane, füüsilised mõõtmed pole vastuvõetavad. Programne realisatsioon (mikrokontrolleri abil) mikrokontroller on ühel kristallil realiseeritud arvuti. Seal on CPU, taimer, liidesed, ALU, RAM jne. Mälu maht piiratud, muud parameetrid jäävad PCle allla. Võimeline täitma lihsamaid programme. Plussid: lihtne teha muudatusi, kasutada tuleb spets.tarkvara. Miinused: aeglane (võrreldes riisvaralisega), suht odav ja seetõttu ka kehvemate tehniliste näitajatega, liiga suur (nt mobiili sisse panekuks).
Seadmed saavad juurdepääsu ressurssidele läbi kontrolleri, millele on määratud oma IRQ, I/O ja DMA aadressid. Andmevahetus protsessori ja perifeeriaseadmete vahel toimub sünkroonse või asünkroonse andmevahetuse põhimõttel. Sünkroonse andmevahetuse korral juhib andmevahetust protsessor ning perifeeriaseade töötab sünkroonselt taktigeneraatoriga. Enamik perifeeriaseadmeid töötab autonoomselt ning pole sünkroniseeritud arvuti või mikrokontrolleri taktigeneraatoriga. 1.2.3 Mälu hierarhia Arvutisüsteemis on tavaliselt mitut tüüpi mälusid, mis moodustavad omamoodi mälude hierarhia.Seda võiks ette kujutada püramiidina. Kõrgema taseme mälud on kiiremad, väiksemad ja kallimad. Alamate tasemete mälud on aeglasemad, suuremad ja odavamad. Alama taseme mäludeks on suure mahuga mälud, mida kasutatakse andmekogumite püsivaks salvestamiseks. Joonis 1-12
spetsiaalse riistvara reaiseerimiseks ühendame me oma personaalarvuti paralleelpord külge juhitava seadme ning kirjutame programmi juhtalgoritmi täitmiseks. (Programne on realisatsioon selles mõttes, et juhtalgoritm on realiseeritud arvuti mälus säilitatava programmina, mida protsessoris käskhaaval täidetakse). (+: Lihtne teha muudatusi, saab kasutada harjumuspärast tarvara; -: aeglane, füüsilised mõõtmed ei ole vastuvõetavad). b). Programne realisatsioon(mikrokontrolleri baasil) Mikrokontroller kujutab endast ühel kristallil realiseeritud arvutit. Seal on olemas CPU, taimer, liidesed, ALU, RAM jne. Mälu maht on aga piiratud ning ka muud parameetrid jäävad PC-le alla. Samas on ta võimeline täitma lihtsamaid programme. (+: lihtne teha muudatusi, kasutada tuleb spets. tarkvara; -: aeglane(võrreldes riistvaralise realisatsiooniga), suhteliselt odav ja seetõttu ka kehvemate tehniliste näitajatega , liiga suur (nt. mobiili sisse panemiseks)). c)
Seega langetatakse kõik otsused arvutis programmi poolt vastavalt realiseeritavale algoritmile. Head omadused: Saab kasutada harjumuspärast tarkvara Lihtne teha muudatusi Ei ole vaja tunda riistvara Puudused: o Aeglane, võrreldes riistvaralise realisatsiooniga o PC või mõni teine universaalne arvuti on paljudes kohtades mõttetult kallis o Füüsilised mõõtmed ei ole alati vastuvõetavad Eelmise versiooni mõned puudused on võimalik lahendada mikrokontrolleri abil. See kujutab endast ühel kristallil realiseeritud arvutit, kus on olemas protsessor, taimer, liidesed, mälu, katkestuste süsteem jne. Mälu maht on küll piiratud ja muud parameetird ei ole PC-suguse arvutiga võrreldavad, kuid lihtsamaid programmina realiseeriud algoritmie on ta võimeline täitma. Head omadused: Lihtne teha muudatusi, toode jõuab kiiresti tootmisse või kasutusse Suhteliselt odav Turul on väga lai vailk
käskude lugemine mälust protsessorisse ja nende täitmine seal (võib paludes kohtades olla probleem) · PC või mõni teine universaalne arvuti on paljudes kohtades mõttetult kallis. Juhtides lihtsa algoritmi järgi tööpinki ei kasuta me võimsa arvuti resurssidest väikestki osa. · Füüsilised mõõtmed ei ole alati vastuvõetavad. 2) Eelmise versiooni mõned puudused lahendatakse mikrokontrolleri abil. Mikrokontroller kujutab endast ühel kristallil realiseeritud arvutit. Seal on olemas protsessor, taimer, liidesed, mälu, katkestuste süsteem jne. Tõsi mälu maht on piiratud ja ka muud parameetrid ei ole PC-ga võrreldavad, kuid lihtsamaid programme on ta võimeline täitma. Omadused võreldes eelmise samuti programse realisatsiooniga. Head omadused: · Kasutatda tuleb oma spetsiaalset tarkvara programmeerimisel
käskude lugemine mälust protsessorisse ja nende täitmine seal (võib paludes kohtades olla probleem) · PC või mõni teine universaalne arvuti on paljudes kohtades mõttetult kallis. Juhtides lihtsa algoritmi järgi tööpinki ei kasuta me võimsa arvuti resurssidest väikestki osa. · Füüsilised mõõtmed ei ole alati vastuvõetavad. 2) Eelmise versiooni mõned puudused lahendatakse mikrokontrolleri abil. Mikrokontroller kujutab endast ühel kristallil realiseeritud arvutit. Seal on olemas protsessor, taimer, liidesed, mälu, katkestuste süsteem jne. Tõsi mälu maht on piiratud ja ka muud parameetrid ei ole PC-ga võrreldavad, kuid lihtsamaid programme on ta võimeline täitma. Omadused võreldes eelmise samuti programse realisatsiooniga. Head omadused: · Kasutatda tuleb oma spetsiaalset tarkvara programmeerimisel
arvuti mälus programmina, mida protsessoris täidetakse. Head omadused: - Saab kasutada harjumuspärast tarkvara - Lihtne teha muudatusi - Ei ole vaja tunda riistvara Puudused: - Võrreldes riistvaralise realisatsiooniga aeglane - PC või mõni teine universaalne arvuti on paljudes kohtades mõttetult kallis - Füüsilised mõõtmed ei ole alati vastuvõetavad Eelmise versiooni mõned puudused on võimalik lahendada mikrokontrolleri abil, mille mälu maht on küll piiratud, kuid lihtsamaid algoritme on ta võimeline täitma. Head omadused: - Lihtne teha muudatusi - Võrreldes PC-ga suhteliselt odav - Hea valik turul - Mõõtmed oluliselt väiksemad Puudused: - Tuleb kasutada spetsiaalset tarkvara - Eeldab paremat riistavara tundmist - Füüsilised mõõtmed kohti liiga suured - Aeglane võrreldes riistvaralise realisatsiooniga
Puudused: ·Aeglane, võrreldes riistvaralise realisatsiooniga, sest programmi täimisel toimub pidevalt käskude lugemine mälust protsessorisse ja nende täitmine seal (võib paljudes kohtades olla probleem) ·PC või mõni teine universaalne arvuti on paljudes kohtades mõttetult kallis. Juhtides lihtsa algoritmi järgi tööpinki ei kasuta me võimsa arvuti resurssidest väikestki osa. ·Füüsilised mõõtmed ei ole alati vastuvõetavad. Eelmise versiooni mõned puudused lahendatakse mikrokontrolleri abil. Mikrokontroller kujutab endast ühel kristallil realiseeritud arvutit. Seal on olemas protsessor, taimer, liidesed, mälu, katkestuste süsteem jne. Tõsi, mälu maht on piiratud ja ka muud parameetrid ei ole PC- ga võrreldavad, kuid lihtsamaid programme on ta võimeline täitma. Omadused võrreldes eelmise samuti programse realisatsiooniga, on järgmised: Head omadused: ·kasutatda tuleb oma spetsiaalset tarkvara programmeerimisel; ·samuti suhteliselt lihtne teha muudatusi;
Iga sild omab ka Enable signaali, mis võimaldab ühe või mõlemad sillad kas sisse või välja lülitada. Mootori pöörlemisnurkkiiruse ω, pöördenurga α ja impulsi kestuse Tt vahel kehtib järgmine seos Tt Ühe impulsi jooksul lülitatakse mõlemad mähised kordamööda sisse ja välja, mis antud mootori puhul teeb kokku neli impulssi järjekorras vastavalt zA-/zB-/zA-zB pärisuunaliseks liikumiseks. Impulsid genereeritakse mikrokontrolleri abil teatud intervalli tagant. Intervalli määrab ära kontrollerisse sisseehitatud taimer. Juhtsignaalide genereerimine on näidatud Joonis 8.4 72 Taimeri väärtus Coff Con Joonis 8.4. Juhtimpulsside genereerimine taimeri ühe takti jooksul [16]
Puudused: aeglane võrreldes riistvaralise realisatsiooniga sest programmi täitmisel toimub ju pidevalt käskude lugemine mälust protsessorisse ja nende täitmine seal; PC või mõnu teine universaalne arvuti on paljudes kohtades mõttetult kallis. Juhtides lihtsa algoritmi järgi tööpinki ei kasuta me võimsa arvuti ressurssidest väikestki osa; Füüsilised mõõtmed ei ole alati vastuvõetavad. Mõned neist puudustest saab lahendada mikrokontrolleri abil. Mikrokontroller kujutab endast ühel kristallil realiseeritud arvutit. Seal on olemas protsessor, taimer, liidesed, mälu, katkestuse süsteem jne. Tõsi mälu maht on piiratud ja ka muud parameetrid ei ole PC-ga võrreldavad, kuid lihtsamaid programme on ta võimeline täitma. Omadused võrreldes mikrokontrollerita programse realisatsiooniga: Head omadused Kasutada tuleb oma spetsiaalset tarkvara programmeerimisel samuti suhteliselt lihtne teha muudatusi
võimalust toetab). Foto CD on võimalik formeerida ka "Bridge CD" formaadis, mis tähendab, et seda saab lugeda lisaks CD-ROM XA- le ka CD-I seadmes. 4.3.5. Pöörlemiskiirus Seadmele märgitud kordsus (näit. 24x, 32x...) näitab, mitu korda on selle maksimaalne andmete ülekandekiirus suurem, kui audio-CD (heliplaadi) puhul, mis on 150 KB/s. Plaati 26 keerutava mootori pöörlemiskiirust kontrollitakse mikrokontrolleri poolt, mis saab juhtimiskäskude väljatöötamiseks andmeid loetavalt plaadilt (jälgib pidevalt lugemispea asukohta). Esimesed CD-ROMid töötasid samal kiirusel, mis standardne audio CD mängija: 210 kuni 539 pööret minutis (RPM), sõltuvalt lugemispea asukohast plaadil ning andmeedastuskiirus oli 150 KB/s. Andmete lugemiseks kasutati CLV meetodit. Aja jooksul andmeedastuskiirust tõsteti ning kasutusele võeti uued meetodid. CLV (Constant Linear Velocity)
minimaalne ajavahemik. Peale selle tuleb arvestada iga kommutatsioonitsükli poolt põhjustatud võimsuskadusid, mis tähendab aga seda, et eksisteerib lülitussageduse ülempiir. Väga tõhusat, kiirete muundurite juhtimiseks sobivat juhtimismeetodit nimetatakse välja vektorjuhtimiseks (SVM) või vektoriaalseks pulsilaiusmodulatsiooniks, kuna siin kasutatakse pingevektori modelleerimist erinevatel ajahetkedel mikrokontrolleri abil. See on digitaaltehnika, kus "ehitatakse" pinge, mille keskväärtus on lähedane vajalikule väärtusele. Meetodi põhiideeks on lülitussageduse vähendamine, et väljundpinges soovimatute harmooniliste komponentide osakaalu vähendada. Seda tehakse iga kvantimise perioodi vältel lülitite seisundi põhjaliku valikuga. Lülitite erinevate seisundite vältused arvutatakse täpselt ning ülevaate sellest annab lülitustabel
annaabi.ee 
