Основы микропроцессорной техники: Задание на контрольную работу

Основы микропроцессорной техники

Задание на контрольную работу

ХАБАРОВСК

Общие указания

Учебной программой по дисциплине «Микропроцессорные информационно-управляющие системы и устройства железнодорожного транспорта» предусмотрено изучение раздела «Организация микроконтроллеров» и «Проектирование устройств на микроконтроллерах». В этих разделах рассматриваются основные принципы организации однокристальных микроконтроллеров, назначение их основных узлов и принципы взаимодействия между узлами.

При изучении этих разделов студенту необходимо особое внимание обратить на особенности микроконтроллеров популярного семейства PIC, на описание всех узлов микроконтроллеров, методов обмена информацией, системы команд и особенностей программирования микроконтроллеров. Кроме того, следует освоить основные методы проектирования аппаратных и программных средств микроконтроллеров.

Цели работы

Основной целью настоящей контрольной работы является углубление знаний студентов, полученных при изучении разделов «Организация микроконтроллеров» и «Проектирование устройств на микроконтроллерах» дисциплины «Микропроцессорные информационно-управляющие системы и устройства железнодорожного транспорта», а также организация промежуточного контроля усвоения студентами учебного материала дисциплины.

Контрольная работа состоит из одной задачи. Вариант задачи студент выбирает по порядковому номеру в классном журнале: номер варианта есть остаток от деления на 7 порядкового номера в классном журнале.

Контрольная работа выполняется письменно в виде листинга исходной программы, написанной на языке программирования Ассемблер. Для выполнения заданий контрольной работы рекомендована ниже перечисленная литература.

Литература

• Евстифеев А.В. Микроконтроллеры AVR семейства Mega. Руководство пользователя. / Евстифеев А.В. — М.: Додэка XXI, 2015. — 588с.
• Новиков Ю.В., Скоробогатов П.К. Основы микропроцессорной техники. Курс лекций. Учебное пособие. М: ИНТУИТ.РУ «Интернет университет информационных технологий», 2004. — 440с.
• Айден К., Колесниченко О. и др. Аппаратные средства PC. СПб.: БХВ-Санкт-Петербург, 1998. – 608 с.
• yandex.ru
• google.ru

Задание на контрольную работу

В распоряжении имеется лабораторный стенд на основе микроконтроллера ATmega16 (рис. 1). Стенд питается от стабилизированного источника напряжения +5В. Тактовая частота МК задается кварцевым резонатором и составляет 8 МГц.

В контрольной работе предусмотрено использование следующих периферийных устройств:

• модуля с микропереключателем с восемью контактами (ключами);
• семисегментного индикатора;
• звукового модуля.

Звуковой модуль целесообразно подключать к контактам «OCx» микроконтроллера, где х — номер задействованного таймера. Выбранный таймер настраивается в режим CTC для генерации меандра с заданной частотой. Формула для вычисления значения регистра OCRx приведена в литературе [см. 1,4,5]. Контакты, к которым подключен звуковой модуль, настраиваются на вывод.

Рисунок 1 — Назначение контактов микроконтроллера ATmega16.

Для работы семисегментного индикатора требуется задействовать целый (любой из не занятых) порт микроконтроллера. Данный порт необходимо настроить на вывод (регистр DDRx = 0b11111111 = 0xFF = 255). Изменение напряжения на выходе контактов порта происходит при изменении значения регистра PORTx на значение, соответствующее требуемому на выходе порта логическому состоянию. Семисегментный индикатор выполнен по схеме с общим катодом, соответственно свечение разряда происходит при высоком логическом уровне на контакте (аноде) данного разряда.

Для работы микропереключателя также необходимо использовать целый (8 логических контактов) порт микроконтроллера. Данный порт необходимо настроить на ввод (регистр DDRx = 0). При этом все контакты порта необходимо подключить к источнику питания через внутренние подтягивающие резисторы записью значения 0b11111111 (0xFF) в регистр PORTx выбранного порта. Опрос состояния контактов (ключей) производится путем чтения состояния регистра PINx. Разомкнутому состоянию ключа соответствует высокий логический уровень («1»), замкнутому состоянию соответствует низкий логический уровень («0»).

Необходимо составить алгоритм (последовательность действий) и программу работы стенда в соответствии с заданием. Выбор задания осуществляется согласно номеру варианта, приведенному в таблице:

Рисунок 2 — Возможный вариант реализации задания*

* — необходимо изменить схему в соответствии с используемыми элементами, их принципом действия и выбранными контактами МК. (см. описание стенда и рис. 3).

Рисунок 3 — внешний вид отладочной платы стенда.

Вариант выбирается по последней цифре зачетной книжки студента

№ варианта	Задание
0	При появлении комбинации 0b00010001 состояний микропереключателя обеспечивается высвечивание на индикаторе HL1 цифры «1» и воспроизведение динамиком ВА1 звука частотой 261,63 Гц (нота “До” первой октавы).
1	При появлении комбинации 0b00100010 состояний микропереключателя обеспечивается высвечивание на индикаторе HL1 цифры «2» и воспроизведение динамиком ВА1 звука частотой 554,36 Гц (нота “До-диез” второй октавы).
2	При появлении комбинации 0b00110011 состояний микропереключателя обеспечивается высвечивание на индикаторе HL1 цифры «3» и воспроизведение динамиком ВА1 звука частотой 293,66 Гц (нота “Ре” первой октавы).
3	При появлении комбинации 0b01000100 состояний микропереключателя обеспечивается высвечивание на индикаторе HL1 цифры «4» и воспроизведение динамиком ВА1 звука частотой 622,26 Гц (нота “Ре-диез” второй октавы).
4	При появлении комбинации 0b01010101 состояний микропереключателя обеспечивается высвечивание на индикаторе HL1 цифры «5» и воспроизведение динамиком ВА1 звука частотой 329,63 Гц (нота “Ми” первой октавы).
5	При появлении комбинации 0b01100110 состояний микропереключателя обеспечивается высвечивание на индикаторе HL1 цифры «6» и воспроизведение динамиком ВА1 звука частотой 174,62 Гц (нота “Фа” малой октавы).
6	При появлении комбинации 0b01110111 состояний микропереключателя обеспечивается высвечивание на индикаторе HL1 цифры «7» и воспроизведение динамиком ВА1 звука частотой 392 Гц (нота “Соль” первой октавы).
7	При появлении комбинации 0b10001000 состояний микропереключателя обеспечивается высвечивание на индикаторе HL1 цифры «8» и воспроизведение динамиком ВА1 звука частотой 440 Гц (нота “Ля” первой октавы).
8	При появлении комбинации 0b10011001 состояний микропереключателя обеспечивается высвечивание на индикаторе HL1 цифры «9» и воспроизведение динамиком ВА1 звука частотой 233,08 Гц (нота “Си-бемоль” малой октавы).
9	При появлении комбинации 0b10101010 состояний микропереключателя обеспечивается высвечивание на индикаторе HL1 цифры «0» и воспроизведение динамиком ВА1 звука частотой 987,75 Гц (нота “Си” второй октавы).