1 / 81

Sini ša Stoilković 10984 Mladen Pavlović 10922 Slaviša Popovi ć 10937

Elektronski fakultet Niš Katedra za elektroniku Seminarski rad iz Mikroproces orskih sistema Mentor: prof. dr Mile Stojčev. SPREGA MIKROKONTROLERA PIC16F877 SA PARALELNIM PERIFERIJSKIM INTERFEJSOM 8255A I D/A KONVERTOROM DAC0832LCV. Sini ša Stoilković 10984 Mladen Pavlović 10922

booth
Download Presentation

Sini ša Stoilković 10984 Mladen Pavlović 10922 Slaviša Popovi ć 10937

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Elektronski fakultet NišKatedra za elektronikuSeminarski rad iz Mikroprocesorskih sistemaMentor: prof. dr Mile Stojčev SPREGA MIKROKONTROLERA PIC16F877 SA PARALELNIMPERIFERIJSKIM INTERFEJSOM 8255A I D/A KONVERTOROM DAC0832LCV Siniša Stoilković 10984 Mladen Pavlović 10922 Slaviša Popović 10937

  2. FOTOGRAFIJA UREĐAJA

  3. UVODNA REČ • Ideja autora rada koji je pred vama bila je da se ilustruje način sprezanja mikrokontrolera PIC16F877-04 sa paralelnim periferijskim interfejsom (PPI) 8255 i D/A konvertorom DAC0832. • Prvo poglavlje sadrži opis mikrokontrolera PIC16F877-04. Zatim je u kratkim crtama opisan PPI 8255. U trećem i četvrtom poglavlju su izloženi principu D/A i A/D konverzije. • Električna šema i izgled štampane ploče projekta sa objašnjenjima ilustrovani su u petom poglavlju. U istom poglavlju se nalazi izgled programa u mikroC-u i asembleru. • Ovde želimo da istaknemo kako je mikrokontroler isprogramiran preko AllPIC programatoru uz pomoć softvera IC-Prog.

  4. MIKROKONTROLER PIC16F877

  5. PIC16F877 – OPŠTE • PIC16F877 je Microchip-ov 8-bitnom CMOSmikrokontroler • baziran na flash tehnologiji.To znači da u samom čipu • postojiprogramska memorija koja se upisuje i briše • električnimputem, što je daleko naprednije od brisanja • EPROM-a UVzracima. • RISC arhitektura omogućuje odvojene magistrale 8-bitnih • podataka i 14-bitne programske memorije, pa je moguće • da se pribavlja naredna instrukcija dok se izvršava tekuća • (eng. pipelining). Sve instrukcije traju jednako (osim u • slučaju grananja programa) i završe se za četiri ciklusa • oscilatora. Dakle, ako je oscilator konfigurisan na 4 MHz, • dobija se da ciklus instrukcije iznosi 1 µs. • Jezgro mikrokontrolera PIC16F877 proizvodi se u 40- • pinskom (DIP) ili u 44-pinskim kućištima (QFP i PLCC).

  6. PIC16F877 – KOMPONENTE • Flash programska memorija – 8 kword • RAM (File Registers) – 368 bajtova • Aritmetičko-logička jedinica (ALU) • Akumulator (Working Register) • Hardverski magacin (Stack) sa 8 nivoa • EEPROM memorija podataka – 256 bajtova • Razne periferne jedinice (portovi, tajmeri, ADC, USART)

  7. PIC16F877 – ARHITEKTURA

  8. PIC16F877 – MAPA PROGRAMSKE MEMORIJE

  9. PIC16F877 –STRUKTURA MEMORIJE • Strukturu memorije kod mikrokontrolera čine tri odvojena bloka: • Programska memorija • Memorija podataka • EEPROM memorija podataka.

  10. PIC16F877 – MAPA REGISTARA

  11. PIC16F877 – FORMAT INSTRUKCIJE

  12. PIC16F877 – SET INSTRUKCIJA

  13. PPI INTEL 8255 • Integrisano kolo 8255 pripada grupi programibilnih (paralelnih) periferijskih interfejsa (Programmable Peripheral Interface) skraćeno PPI • Funkcionalna konfiguracija kola 8255 je definisana (programirana) sistemskim softverom,tako da nije potrebna spoljašnja logikaza povezivanje periferijskih uređaja ili sistema.

  14. PPI 8255 – INTERNA ORGANIZACIJA

  15. PPI 8255 – REŽIMI RADA • Mod 0(svaka grupa od 12 ulazno-izlaznih pinova može da se programira u skupove od po 4, koji se definišu kao ulazi ili kao izlazi) • Mod 1(svaka grupa može da se programira da ima po 8 linija ulaza ili izlaza. Od preostalih četiri, tri pina se koriste za signale handshake protokola, a jedan za kontrolu prekida) • Mod 2(predstavlja dvosmerni rad magistrale koja koristi 8 linija za dvosmernu magistralu, i 5 linija, tako što pozajmljuje jednu od ostalih grupa, za handshake protokol)

  16. PPI 8255 – SASTAVNI DELOVI • Bafer magistrale podataka • Kontrolna logika • Kontrola Grupe blokova A i B • Port A • Port B • Port C

  17. PPI 8255 – FUNKCIONALNA BLOK ŠEMA

  18. PPI 8255 – KONTROLNI PINOVI

  19. PPI 8255 – PORTOVI • Port A: sadrži jedan 8-bitni izlazni leč/bafer i jedan 8-bitni ulazni leč. • Port B: sadrži jedan 8-bitni ulazno/izlazni leč/bafer i jedan 8-bitni ulazni bafer. • Port C: sadrži jedan 8-bitni izlazni leč/bafer i jedan 8-bitni ulazni bafer (nema leča na ulazu). Ovaj port može da se podeli na dva 4-bitna porta u zavisnosti od režima rada (moda) kola 8255. Svaki 4-bitni port sadrži 4-bitni leč i može da se koristi za izlaze kontrolnih signala i ulaze statusnih signala zajedno sa Portom A i Portom B.

  20. PPI 8255 – Mod 0 • Dva 8-bitna i dva 4-bitna porta • Svaki port može da bude ulazni i izlazni • Izlazi su lečovani • Ulazi nisu lečovani • U ovom režimu su moguće 16 različitih ulazno/izlaznih konfiguracija.

  21. PPI 8255 – Mod 1 • Postoje dve grupe blokova (Grupa A i Grupa B) • Svaka grupa sadrži jedan 8-bitni port podataka i jedan 4-bitni kontrolni ili port podataka • 8-bitni port podatka može biti ili ulazni ili izlazni. I ulazi i izlazi su lečovani • 4-bitni port se koristi za kontrolu i status 8-bitnog porta podataka.

  22. PPI 8255 – Mod 2 • Koristi se samo u Grupi A • Jedan 8-bitni, bidirekcioni (dvosmerni) port (Port A) i 5-bitni kontrolni port (Port C) • I ulazi i izlazu su lečovani • 5-bitni kontrolni port (Port C) se koristi za kontrolu i status 8-bitnog, bidirekcionog (dvosmernog) porta (Port A)

  23. PPI 8255 – /Mod 0/ SPREGA SA A/D KONVERTOROM

  24. PPI 8255 – /Mod 1/ SPREGA SA TASTATUROM I ŠTAMPAČEM

  25. PPI 8255 – /Mod 2/ SPREGA VIŠE PROCESORA

  26. D/A KONVERTORI (DAC) • Integrisano kolo koje na osnovu grupe ulaznih bitova (bit stream), poslate najčešće od strane mikroprocesora, kreira izlazni analogni signal srazmeran digitalnom ulazu. • Naziv uređaja D/A konvertor je skraćenica za digitalno-analogni konvertor, a često se u literaturi koristi i engleska skraćenica DAC (Digital-Analog Converter).

  27. DAC–DIGITALNI KODOVI Komparacijadigitalnihulaznihkodova

  28. DAC–OTPORNI NIZ Nizotpornika (a) Jednostavni D/Akonvertor sa otpornim nizom, (b) korišćenje binarnog prekidačkog polja radi smanjenja izlazne kapacitivnosti

  29. DAC–OTPORNI NIZnastavak Greške neuparenosti kod D/A konvertora sa otpornim nizom - greška neusaglašenosti

  30. DAC–OTPORNI NIZnastavak Integralna nelinearnost D/A konvertora sa otpornim nizom - Za toleranciju otpornika od 2%

  31. DAC–OTPORNI NIZnastavak Diferencijalna nelinearnost D/A konvertora sa otpornim nizom - Za toleranciju otpornika od 2%

  32. DAC–LESTVIČASTE MREŽE R-2R D/A konvertor Dk – k-ti bit ulazne reči čija vrednost može biti 1 ili 0

  33. DAC ZASNOVAN NA "KRAĐI" STRUJE Opšti D/A konvertor sa strujnom kontrolom

  34. DAC ZASNOVAN NA "KRAĐI" STRUJE nastavak Greške neuparenosti D/A konvertora sa krađom struje greška struje usled neuparenosti Maksimalna integralna nelinearnost: Maksimalna diferencijalna nelinearnost:

  35. DAC ZASNOVAN NA "KRAĐI" STRUJE nastavak Strujno kontrolisani D/A konvertor sa težinskim strujnim izvorima

  36. DAC ZASNOVAN NA "KRAĐI" STRUJE nastavak Greške neuparenosti D/A konvertora sa krađom struje Maksimalna integralna nelinearnost: Maksimalna diferencijalna nelinearnost:

  37. DAC SA SKALIRANIM TOVAROM • D/A konvertor sa skaliranjem napona, • ekvivalentno kolo sa MSB=1 i svim ostalim bitovima jednaki nuli

  38. DAC SA SKALIRANIM TOVAROM nastavak D/A konvertor sa razdeljenim nizom

  39. DAC - PRENOSNA KARAKTERISTIKA Blok diagram DAC Idealna prenosna karakteristika 3-bitnog D/A konvertora VFS – Napon pune skale

  40. DAC - DIFERENCIJALNA NELINEARNOST DNLn = (stvarna vrednost priraštaja tranzicije n) – (idealna vrednost priraštaja) Primer diferencijalne nelinearnosti za 3-bitni D/A konvertor

  41. DAC - INTEGRALNA NELINEARNOST INL= (izlazna vrednost ulaznog koda n) – (izlazna vrednost referentne linije u toj tački) Merenje INL sa prenosne karakteristike D/A konvertora

  42. DAC - INTEGRALNA NELINEARNOST nastavak Primer integralne nelinearnosti 3-bitnog D/A konvertora

  43. DAC - OFSET Prikazofset greške 3-bitnog D/A konvertora

  44. DAC - GREŠKA POJAČANJA Greška pojačanja = Idealni nagib – aktuelni nagib Prikaz greške pojačanja 3-bitnog D/A konvertora

  45. DAC - ZAKLJUČAK Otporni niz - visoka tačnost (za veliku ulaznu impendansu i odgovaraću toleranciju otpornika), - izlaz je uvek monoton, - INL je ograničavajući faktor visoke rezolucije (2N puta veći od DNL). Lestvičaste R-2R mreže - realizacija zahteva manji broj otpornika. Konvertor zasnovan na krađi struje - velika brzina, - velika strujna sposobnost (ne zahteva bafere).

  46. DAC - ZAKLJUČAKnastavak Konvertor sa skaliranim tovarom - postojanje parazitne kapacitivnosti ograničava visoku rezoluciju. Ciklični konvertor - tačnost zavisi od tačnosti pojačanja pojačavača, - N-to bitna konverzija zahteva N taktnih intervala. Protočni konvertor - veoma brza arhitektura, - inicijalno kašnjenje od N taktnih intervala, - visoka rezolucija zahteva veliku tačnost pojačanja pojačavača, - N puta veći broj kola od ciklične arhitekture.

  47. A/D KONVERTORI (ADC) - PRIMENE • Analogno-digitalna konverzija predstavlja generisanje digitalnog kodovanog broja koji odgovara analognom ulaznom signalu. Elektronsko kolo koje vrši konverziju naziva se analogno-digitalni konvertor, ili skraćeno A/D konvertor (ADC). • Primene: • Akvizicija podataka • Precizno merenje u industriji • Audio i video procesiranje • Instrumente koji se baterijski napajaju • Satelitske komunikacije • Digitalne osciloskope i dr.

  48. PRINCIPIJELNA ŠEMA A/D KONVERTORA • Elementaran analogno-digitalni konvertor je naponski komparator. Ulazni analogni signal -Vul, komparator konvertuje u jednobitnu digitalnu informaciju D=d0, tako da d0=0 označava da je Vul<V1, a d0=1 da je Vul>V1, gde je V1 unapred određen naponski prag.

  49. IDEALNA KARAKTERISTIKA A/D KONVERTORA • Karakteristika prenosa A/D konvertora u slučaju da postoji 8 nivoa komparacije ulaznog napona. Ulazni napon se menja od 0 do VPS a izlazna digitalna informacija ima 9 diskretnih stanja.

  50. KLASE A/D KONVERTORA • A/D konvertori se klasifikuju po načinu ili brzini konverzije. Najčešće se koriste tri klase: • Vrlo brzi A/D konvertori, nazivaju se i direktni ili fleš A/D konvertori. • Konvertori srednje brzine, koji napon na ulazu porede sa referentnim naponom generisanim D/A konvertorom. • Konvertori male brzine, nazivaju se i serijski A/D konvertori , A/D konvertori sa vremenskim ekvivalentom, ili integratorski A/D konvertori.

More Related