Назначение стенда

Аннотация

     Данная разработка предназначена для обучения работе с микроконтроллерами семейства PIC, а именно: их программированию, изучению структуры микроконтроллеров, обучению передачи данных на ЭВМ верхнего уровня, написанию программ для ЭВМ по приёму данных с демонстрационного устройства. Таким образом, стенд способен помочь в обретении навыков по работе с микроконтроллерами в целом, то есть понять принципы работы с ними.

     Стенд отличается от своих аналогов тем, что большая часть элементной базы заменена на отечественные компоненты, а также доработкой схемы в сторону её удешевления.

Введение

     Практически любое инженерное устройство имеет целью своего функционирования то или иное преобразование энергии или преобразование информации. Задачей любой системы управления в самом общем смысле является обработка информации о текущем режиме работы управляемого объекта и выработка на основе этого управляющих сигналов с целью приближения текущего режима работы объекта к заданному. Под обработкой информации в данном случае подразумевается решение тем или иным способом уравнений состояния системы. В последние годы, для обработки информации, очень широко применяют микроконтроллеры.

     Микроконтроллер – вычислительно-управляющее устройство, предназначенное для выполнения функций логического контроля и управления периферийным оборудованием, выполненное в виде одной БИС и сочетающее в себе микропроцессорное ядро и набор встроенных устройств ввода-вывода.

     Первыми микроконтроллерами явились микросхемы семейства MCS-48 фирмы INTEL, выпущенные в 1976 году. В 1981 году фирма INTEL выпустила новое семейство 8-разрядных микроконтроллеров MCS-51, которые получили огромное распространение во всем мире и дали толчок бурному развитию микроконтроллеров. Вслед за фирмой INTEL микроконтроллеры начинают выпускать и другие ведущие производители микропроцессорной техники. Фирма MOTOROLA выпустила самый популярный в мире 8-разрядный микроконтроллер M68HC05. Эволюция микроконтроллеров соответствовала общему прогрессу микропроцессорной техники. Увеличивалась разрядность микроконтроллеров, их быстродействие, усовершенствовалась встроенная система ввода-вывода. Появились 16-разрядные (MCS-96 фирмы INTEL, M68HC12, M68HC16 фирмы MOTOROLA и др.), а затем и 32-разрядные (M68HC32 фирмы MOTOROLA) микроконтроллеры. С 1984 года начало развиваться направление т.н. RISC (Reduced Instruction Set Computer) микроконтроллеров, обладающих повышенным быстродействием. Представителями подобных устройств являются семейства SAB 80C166 фирмы SIEMENS, MPC500 (на базе PowerPC ядра) фирмы MOTOROLA и др. Дальнейшая интеграция позволила объединить на одном кристалле с процессором не только систему ввода-вывода, но и блок памяти, что дало возможность реализовывать подлинно однокристальные варианты систем управления.

     В современной преобразовательной технике микроконтроллеры выполняют не только роль непосредственного управления полупроводниковым преобразователем за счет встроенных специализированных периферийных устройств, но и роль цифрового регулятора, системы защиты и диагностики, а также системы связи с технологической сетью высшего уровня.

     В последнее время появился ряд микроконтроллеров, специализированных для задач управления полупроводниковыми преобразователями. Их вычислительное ядро, построенное, как правило, на базе т.н. “процессоров цифровой обработки сигналов”, адаптировано на выполнение рекуррентных полиномиальных алгоритмов цифрового регулирования. Встроенные периферийные устройства включают в себя многоканальные генераторы ШИМ-сигналов, аналого-цифровые преобразователи, блоки векторных преобразований координат, таймеры-счетчики, Watcdog-таймеры и т.д. Примерами таких устройств могут служить микроконтроллеры ADMC330 фирмы Analog Devices, TMS320C240 фирмы Texas Instruments, 56800 фирмы Motorola, векторный сопроцессор ADMC200 фирмы Analog Devices.

     Раньше создание устройств с применением микроконтроллера было достаточно трудоёмкой задачей, требующей много времени и средств. Сейчас уже очевидно, что вложение средств в специализированные отладочные комплекты с лихвой окупается качеством и быстротой проектирования электронных устройств, уменьшением количества необходимых специалистов, а главное - скоростью выхода устройства на рынок. Всё это, в конечном счёте, помогает серьёзно экономить средства.

     В настоящий момент на рынке отладочных средств, представлено огромное количество программаторов, внутрисхемных эмуляторов, программных симуляторов и оценочно-демонстрационных плат отечественного и зарубежного производства. Поэтому в итоге выбор отладочного средства определяется лишь необходимыми функциональными возможностями и его стоимостью. Компромиссным решением являются так называемые внутрисхемные программаторы, отладчики. Этот класс устройств выполняет сразу несколько функций: внутрисхемного программатора и внутрисхемного отладчика.

            Назначение и основные характеристики лабораторного стенда

     Лабораторный стенд предназначен для приобретения навыков в работе с контроллерами фирмы Microchip таких серий, как PIC16F870, PIC16F871, PIC16F872, PIC16F873, PIC16F874, PIC16F876, PIC16F877, PIC16F873A, PIC16F874A, PIC16F876A, PIC16F877A.

     Стенд содержит два устройства:

внутрисхемный программатор-отладчик

и демонстрационное устройство.