Podłączanie zewnętrznych układów do systemu mikroprocesorowego

Transkrypt

1 0-0- Podłączanie zewnętrznych układów do systemu mikroprocesorowego Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK Rozbudowa systemu mikroprocesorowego Podstawowy system mikroprocesorowy zawiera jednostkę CPU, pamięć programu ROM, pamięć danych RAM i powinien zawierać jakieś urządzenia wejścia/wyjścia. Jeżeli jest za mało pamięci ROM lub pamięci RAM można podłączyć zewnętrzną pamięć programu lub zewnętrzną pamięć danych, oczywiście jeżeli system mikroprocesorowy ma taką możliwość. System zbudowany na mikrokontrolerze będzie miał już w sobie podstawowe układy wejścia/wyjścia, takie jak porty równoległe, porty szeregowe i układy czasowe. Za pomocą portów równoległych i portów szeregowych można dołączać do systemu inne urządzenia, np. sygnały z czujników, klawiaturę, przekaźniki, diody LED, wyświetlacze LED, LCD, przetworniki A/C i C/A, pamięci masowe karty pamięci, moduły radiowe W wielu przypadkach liczba, jak i możliwości wewnętrznych układów I/O są niewystarczające więc należy dołączyć zewnętrzne układy I/O. Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK

2 0-0- System mikroprocesorowy na mikrokontrolerze Generator zegarowy fx (Jednostka centralna) CPU Reset System przerwań sprzętowych IRQ Wew. szyna adresowa Wew. szyna danych Wew. szyna sterująca Pamięć programu ROM Pamięć danych RAM Podstawowe układy wejścia/wyjścia Liczniki Porty równoległe Porty szeregowe Uniwersalne porty wejścia/wyjścia MIKROKONTROLER (ang. MicroComputer System) Wszystkie podstawowe elementy systemu w jednym układzie scalonym Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK System mikroprocesorowy na mikroprocesorze Mikroprocesor (Jednostka centralna) CPU Reset Generator zegarowy fx System przerwań sprzętowych IRQ Kontroler DMA Szyna sterująca Szyna danych Szyna adresowa Pamięć programu ROM Pamięć danych RAM Port równoległe Port szeregowe Przetwornik A/C Przetwornik C/A Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK

3 0-0- Rozbudowa gotowego systemu mikroprocesorowego W pełni zdolne i gotowe do działania systemy mikroprocesorowe, np. sterowniki typu PLC, też mają możliwość dołączania dodatkowych modułów rozszerzających funkcjonalność samego sterownika przemysłowego. Jeżeli producent przewidział taką możliwość, to za pomocą interfejsów równoległych lub szeregowych można zainstalować dodatkowe logiczne moduły wejścia/wyjścia, moduły wejść lub wyjść analogowych, moduły do pomiaru temperatury. Większość sterowników PLC ma możliwość podłączenia do zewnętrznego panelu operatorskiego za pomocą portu szeregowego. Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK Elementy i układy najczęściej podłączane do systemu mikroprocesorowego Podstawowe elementy systemu Dodatkowa pamięć programu ROM (EPROM, Flash, FRAM) Dodatkowa pamięć danych RAM (SRAM, DRAM) Szeregowa pamięć danych EEPROM (interfejs SPI, IC) Karty pamięci masowych np. typu SD Porty równoległe (wejściowe i wyjściowe) Porty szeregowe (UART, SPI, IC, CAN, USB, Ethernet) Przetwornik analogowo-cyfrowy (interfejs równoległy lub szeregowy) Przetwornik cyfrowy-analogowo (interfejs równoległy lub szeregowy) Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK

4 0-0- Elementy i układy najczęściej podłączane do systemu mikroprocesorowego Pozostałe układy i urządzenia Elementy do wprowadzania danych (przyciski, klawiatura x, pełna klawiatura) Lampki, kontrolki, diody LED, Wyświetlacze LED, -segmentowe, matrycowe, (mono, kolor) Wyświetlacze tekstowe LCD, OLED, fluorescencyjne, próżniowe wyświetlacze VFD Wyświetlacze graficzne LCD, OLED, fluorescencyjne, próżniowe wyświetlacze VFD Moduły kamer cyfrowych Panele dotykowe Czujniki dwustanowe, (wył. krańcowe, czujniki indukcyjne, optyczne, pojemnościowe,...) Elementy wykonawcze (przekaźniki elektromechaniczne, półprzewodnikowe, elektrozawory, małe silniki elektryczne) Moduły radiowe, (MHz, MHz,.GHz, GPS, GSM, ZigBee, Wi-Fi) Czujniki temperatury RTD, termopary, czujniki półprzewodnikowe, Zegary czasu rzeczywistego RTC (/ godzinne) Czujniki przyspieszenia, czujniki położenia Czytniki pamięci masowych (USB, CF, SD, MMC, MS, SM, microsd) Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK Podłączanie zewnętrznych układów Do systemu mikroprocesorowego można podłączyć zewnętrzne elementy lub układy na kilka sposobów:. Za pomocą sprzętowej zewnętrznej szyny danych, szyny adresowej i szyny sterującej. Wtedy do zapisu lub odczytu danych używa się gotowych rozkazów mikroprocesora/mikrokontrolera.. Za pomocą programowej zewnętrznej szyny danych, zewnętrznej szyny adresowej i zewnętrznej szyny sterującej zrealizowanej za pomocą równoległych portów I/O. Wtedy do zapisu lub odczytu danych należy napisać procedury.. Za pomocą równoległych portów I/O, zapis lub odczyt poprzez odpowiednie sterowanie poszczególnych końcówek portu.. Za pomocą interfejsów szeregowych sprzętowych lub interfejsów szeregowych programowych. Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK

5 0-0- Podłączanie zewnętrznych układów sprzętowa zewnętrzna szyny danych, szyna adresowa i szyna sterująca Ta metoda zapewnia najszybszy dostęp do podłączonego układu lub urządzenia. Wystarczy jeden rozkaz jednostki CPU do zapisu lub odczytu. Jeżeli jest kilka układów I/O należy je wyposażyć w dekoder adresu. Jest to najlepszy sposób do podłączenia zewnętrznej pamięci ROM i RAM. Korzystając z takiej możliwości należy pamiętać o tzw. wolnych układach typu I/O, np. wyświetlacze LCD, które wymagają odpowiednio dłuższych czasów zapisu lub odczytu, wymaga to użycia dłuższych czasów sygnałów zapisu lub odczytu, tzw. wait-states. Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK Podstawowy system mikroprocesorowy podłączenie za pomocą szyny danych, adresowej i sterującej Szyna danych Układ wejścia/wyjścia Mikroprocesor ROM RAM I/O Szyna adresowa /IOWR /IORD Dekoder adresu /MEMWR /MEMRD Szyna sterująca /ROMRD Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK 0

6 0-0- Układy, urządzenia w komputerze klasy PC Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK Przykład rozmieszczenia układów i urządzeń w przestrzeni adresowej pamięci danych w komputerze PC Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK

7 0-0- Przykład rozmieszczenia układów i urządzeń w przestrzeni adresowej układów I/O w komputerze PC Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK Podłączanie zewnętrznych układów programowa zewnętrzna szyny danych, szyna adresowa i szyna sterująca Tej metody najczęściej się używa do małej liczby zewnętrznych układów wejścia/wyjścia, wymagane jest napisanie programu do obsługi programowej szyny danych, szyny adresowej i szyny sterującej, Jest możliwość kontrolowania czasów zapisu i odczytu Ta metoda jest stosowania w mikrokontrolerach, które nie mają zewnętrznej sprzętowej szyny danych, adresowej i sterującej Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK

8 0-0- Podłączanie zewnętrznych układów równoległe porty wejścia/wyjścia w mikrokontrolerze Metoda najczęściej używana do małej liczby zewnętrznych układów wejścia/wyjścia, umożliwia ustawianie pojedynczych bitów i kontrolowanie czasów trwania stanów zapisu/odczytu. przy kilku układach I/O wymagana jest odpowiednia liczba końcówek w mikrokontrolerze, każdy układ I/O wymaga napisania programu do jego obsługi, w ten sposób podłącza się np. wyświetlacze LCD tekstowe lub graficzne, klawiaturę itp. Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK Podłączanie zewnętrznych układów sprzętowy port szeregowy w mikrokontrolerze Dzięki tej metodzie można podłączyć większą liczbę układów I/O, które są wyposażone w interfejs do transmisji szeregowej, szybkość wymiany danych może być mniejsza w porównaniu z sprzętową szyną danych, podłączenie w ten sposób upraszcza podłączenie elektryczne układów, mniejsza liczba połączeń elektrycznych, wymagana jest minimalna liczba końcówek mikrokontrolera do obsługi zewnętrznych układów, oprogramowanie wymaga wstępnego zaprogramowania wybranego portu szeregowego a później tylko zapis lub odczyt wybranych rejestrów portu w celu zapisu lub odczytu odebranych danych, do tego celu najczęściej używa się interfejsów typu IC, SPI, Microwire, -wire Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK

9 0-0- Podłączanie zewnętrznych układów programowy port szeregowy w mikrokontrolerze W tej metodzie w sposób programowy następuje obsługa portu szeregowego, powoduje to spowolnienie wymiany danych i większość obciążalność jednostki CPU na obsługę, np. generowanie sygnału zegarowego, pozostałe właściwości tej metody są podobne jak wymiana danych za pomocą sprzętowego portu szeregowego, tą metodę można użyć w prostym mikrokontrolerze, który np. nie posiada portu typu IC, SM-Bus, SPI, Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK Podstawowy system mikroprocesorowy z układem rozdzielającym szynę danych i szynę adresową Dane/Adres Szyna danych Szyna danych Multipleksowana szyna danych i szyna adresowa ALE Rejestr zatrzaskowy Szyna adresowa Mikroprocesor/ mikrokontroler Adres /IOWR /IORD /MEMWR /MEMRD /ROMRD Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK

10 0-0- Podstawowa struktura systemu na mikroprocesorze typu Intel 0 Sygnały do zapisu/odczytu pamięci Szyna sterująca Sygnały do zapisu/odczytu układów I/O Szyna adresowa Szyna danych Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK Podłączanie pamięci ROM i RAM Zewnętrzną pamięć programu ROM można podłączyć do systemu za pomocą szyny danych, szyny adresowej i szyny sterującej. Jest to najlepszy sposób i zapewnia szybki dostęp do pamięci programu. Zewnętrzną pamięć danych RAM można podłączyć do systemu za pomocą szyny danych, szyny adresowej i szyny sterującej. Jest to najlepszy sposób i zapewnia szybki dostęp do pamięci. Pamięć danych, najczęściej typu EEPROM lub typu Flash można podłączyć do systemu za pomocą interfejsu szeregowego np. typu IC, SPI, -Wire. Taka pamięć jest nieulotna i służy do zapamiętywania tylko wybranych danych, parametrów, nastaw, haseł dostępu, itp. Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK 0 0

11 0 VSS X 0 X X X 0-0- Podstawowa konfiguracja mikrokontrolera 0/0 C Y C S 0k R uf/v + C 0 U EA/VP P.0/RXD P./TXD P./INT0 P./INT P./T0 P./T P. P. P.0/T P./TEX P. P. P. P. P. P. 0 pf MHz pf P0.0/A P0./AD P0./AD P0./AD P0./AD P0./AD P0./AD P0./AD P.0/A P./A P./ P./A P./A P./A P./A P./A ALE/P PSEN 0 0 VSS 0 C 0.uF Wszystkie końcówki portów I/O do wykorzystania, Możliwość stworzenia zewnętrznej szyny danych, szyny adresowej i szyny sterującej. Przy podłączaniu odbiorników do wyjść mikrokontrolera należy pamiętać o maksymalnym prądzie obciążenia końcówki (max prąd wpływający i wypływający). Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK Podłączenie do 0 zewnętrznej pamięci ROM i zewnętrznej pamięci RAM S 0k R uf/v + C D N J U 0C Mikrokontroler z rodziny 0 C pf EA/VP INT0/P. INT/P. T0/P. T/P. P.0/T P./TEX P. P. P. P. P. P..0MHz Y X C0 0.uF C pf P0.0 P0. P0. P0. P0. P0. P0. P0. P.0 P. P. P. P. P. P. P. P. P. ALE/P PSEN 0 P.0/RXD P./TXD 0 Bufor zatrzaskowy adres pamięci ROM od 0000h do FFFFh Szyna danych U LS U 0 D D Q A A D D Q A A A O0 D D D Q A A A O D D D D Q A A A O D D D D Q A A A O D D D D Q A A A O D D D D Q A A A O D D D Q A A O D D ALE A C OC A O D A A ROM A A A A A A A A A A A A OE/VPP A A CE 0 C A A A[0..] U 0 A D A A D D /PSEN A A D Szyna adresowa D A A D D A A D D A A D D A A D D A A D Podłączenie zewnętrznej pamięci A A A programu (kb) i zewnętrznej A pamięci danych (kb) A A A A A CE 0 A A OE A WE RAM adres pamięci RAM Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK od 0000h do FFFh D[0..] /PSEN

12 0-0- Parametry czasowe do zapisu lub odczytu pamięci i układów I/O Odczyt pamięci ROM w 0 Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK Zapis pamięci RAM w 0 Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK

13 0-0- Odczyt pamięci RAM w 0 Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK Podłączenie zewnętrznej pamięci RAM do mikrokontrolera typu AVR, ATMEGA R 0k C 00uF/0V + C 0.uF ALE / ICP OCB PB0 PB PB PB PB PB PB PB C0 0.uF 0 C pf U GND ICP XTAL 0 ALE OCB Y MHz X XTAL C pf X Mikrokontroler P/A PA/AD PA/AD PA/AD PA/AD PA/AD PA/AD PA/AD PC0/A PC/A PC/ PC/A PC/A PC/A PC/A PC/A 0 0 PB0/T0 PD PB/T PD PB/AIN0 PD/OCA PB/AIN PD PB/SS PD/INT PB/MOSI PD/INT0 PB/MISO PD/TXD PB/SCK P/RXD AT0S/PLCC PD PD INT INT0 Tx Rx D D D D D D D ALE D D D D D D D Bufor zatrzaskowy U D D D D D D D D LS Podłączenie zewnętrznej pamięci danych kb (xkb) C Q Q Q Q Q Q Q Q OC A A A A A A A A A A A A A A Szyna adresowa Szyna danych A[0..] A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A 0 U A A A A A A A A A A A A A D[0..] D D D D D D D CE 0 OE WE RAM adres pamięci RAM od 000h do FFFFh 0 U A A A A A A A A A A A A A D D D D D D D CE 0 OE WE RAM adres pamięci RAM Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK od 0h do FFFh D D D D D D D /A D D D D D D D UA LS0

14 0-0- BANK U A A 0 A A A A A A A A A A A A A CS CS 0 OE WE D D D D D D 0 D A A D A D A D D D D U LS D D D D D D D D C OC Q Q Q Q Q Q Q Q D A A A /PSEN A D C pf D A D A D ALE Podłączenie zewnętrznej pamięci programu (kb) i zewnętrznej pamięci danych (kb) A A D A A A D A A C pf D A D A adres pamięci RAM od 0000h do FFFFh A D A RAM A A A Szyna adresowa D ROM A A[0..] C0 0.uF D A A D A D adres pamięci ROM od 0000h do FFFFh D D J A D A A A A D D A Szyna danych D[0..] X D A Bufor zatrzaskowy D Y.0MHz A /PSEN D A U 0C EA/VP X X INT0/P. INT/P. T0/P. T/P. P.0/T P./TEX P. P. P. P. P. P. P0.0 P0. P0. P0. P0. P0. P0. P0. P.0 P. P. P. P. P. P. P. P. P. PSEN ALE/P 0 P./TXD P.0/RXD 0 0 VSS 0 U C 0 A A A A A A A A A A A A CE 0 OE/VPP A A O0 O O O O O O O Mikrokontroler z rodziny 0 A A A A A kb Sygnał wyboru banku pamięci RAM + C uf/v R 0k D N S Podłączenie do 0 zewnętrznej pamięci ROM (kb) i zewnętrznej pamięci RAM (kb) Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK Pamięć RAM C 0.uF Szyna adresow a Y MHz C pf pf PF0 PF PF PF A A PF A PF A A A A PF + C uf/0v PF AVREF ALE A R 00 Mikrokontroler A A A A A A A A A A / A A U A A 0 A A A A A A A A A A A A A CS CS 0 OE WE D D D D D D 0 D GND NC A A A A AD AD AD AD AD P AD AD AD AD AD PD AD PD AD AD PD AD /PEN P PD AD PD A AD AD PD AD AD AD PD AD PB0 C 0.uF + C0 00uF/0V PB PB PB R 0k PB PB PB AD[0..] PB R 0k S J RAM U ATMEGA PB0/SS 0 PB/SCK PB/MOSI PB/MISO PB/OC0 PB/OCA PB/OCB PB/OC/OCC XTAL XTAL P/SCL/INT0 PD/SDA/INT PD/RXD/INT PD/TXD/INT PD/ICP PD/XCK 0 PD/T PD/T GND PF0/ADC0 PF/ADC 0 PF/ADC PF/ADC PF/ADC/TCK PF/ADC/TMS PF/ADC/TDO PF/ADC/TDI AVREF AGND A PC0/A PC/A PC/ PC/A PC/A PC/A PC/A PC/A 0 0 P/A PA/AD 0 PA/AD PA/AD PA/AD PA/AD PA/AD PA/AD PG/ALE PG PG0 PG/TOSC PG/TOSC GND PE0/RX/PDI PE/TX/PDO PE/AIN0/XCK0 PE/AIN/OCA PE/INT/OCB PE/INT/OCC PE/INT/T PE/INT/ICP PEN U HCT D D D D D D D D C OC Q Q Q Q Q Q Q Q R 0k R 0k A A PE A PE A A A A A A Y Hz C 0.uF L 0uH ALE PG PG PE0 Szyna danych PE PE PE PE PE Wybór sygnału wyboru banku pamięci Podłączenie zewnętrznej pamięci RAM do mikrokontrolera typu AVR, ATMEGA Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK

15 GND GND 0-0- Dekoder adresu adr adr adr adr adr adr adr adr0 U P0 P P P P P P P P=Q HCT Q0 Q Q Q Q Q Q Q G C R xk SW SW DIP- 0 Podłączenie układów lub urządzeń (ROM, RAM, I/O) do szyny danych, szyny adresowej i szyny sterującej wymaga aby każdy układ miał dekoder adresu, który rozpoznaje adresy i operację zapisu lub odczytu. /EEXWR /EEXRD UB 0 UC HCT00 UB UD HCT00 HCT HCT00 /EEXRD /EEXWR UD HCT 0 UD HCT UC Dekoder adresu na typowych układach logicznych HCT /PSEN Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK A A A A A A A A 0 U I I I I I I I I I I I I/CLK GALV0 I/O/Q I/O/Q I/O/Q I/O/Q I/O/Q I/O/Q I/O/Q 0 I/O/Q I/O/Q I/O/Q A /CSIN /CS /CS /CSRAM /OEROM /OERAM CSOUT CSLCD Dekoder adresu na układzie programowalnym typu GALV0 Szeregowe pamięci EEPROM U U P.0 P. P. P. CS CLK DC DI ORG DO VSS ATCXX P.0 P. P. CS CLK DC DI ORG DO VSS ATCXX Podłączenie pamięci typu -wire Bus, SPI R.k P. P.0 R.k U SDA SCL ATCXX A A WP GND Podłączenie pamięci typu IC (-wire Bus) U U P.0 P. P. P. CS SCK SI SO AT00 U LP0ACZ-. IN OUT WP HOLD VSS C 0uF/V 0 P.0 P. P. CS SCK SI SO AT00 WP HOLD VSS Pamięć Data Flash EEPROM.V Podłączenie pamięci typu SPI (-wire Bus) Obudowa DIP, SO, TSSOP, MSOP C 0.uF + C 0.uF PB PB PB PB U SCLK SI SO CS AT WP RST / Podłączenie pamięci typu Flash, -wire Bus SPI R0 0k / Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK 0

16 0-0- Podłączanie przetworników A/C do systemu EOC MISO U WE A/C N-bit START DATA MCU U WE A/C MOSI SCK /CS MCU V REF V REF AGND DGND Przetwornik A/C z wyjściem równoległym U WE EOC U WE U MUX WE U WE A/C N-bit START V REF DATA MCU AGND DGND Przetwornik A/C z wyjściem szeregowym, typu SPI U WE U WE U WE U WE V REF MUX A/C SCL SDA MCU AGND DGND Czterokanałowy przetwornik A/C z wyjściem równoległym Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK AGND DGND Czterokanałowy przetwornik A/C z wyjściem szeregowym typu IC Podłączanie przetworników C/A WPIS MISO MCU DATA N-bit C/A U wy MCU MOSI SCK /CS C/A U wy V REF V REF DGND AGND Przetwornik C/A z wejściem równoległym MCU MISO MOSI SCK /CS C/A C/A C/A C/A DGND AGND Przetwornik C/A z wejściem szeregowym typu SPI U wy U wy U wy U wy V REF DGND AGND Cztero-kanałowy przetwornik C/A z wejściem szeregowym typu SPI Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK

17 Vdd GND 0-0- Przetwornik A/C, C/A Podłączenie dwóch układów typu MCP (x C/A -bit) po interfejsie SPI Podłączenie układów typu AD (A/C -bit) po interfejsie SPI Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK Zegar czasu rzeczywistego RTC z dostępem szeregowym P.0 P. U SCL SDA A TEST PFIN EXTPF COMP VSS VSS PCF FSET MIN SEC 0 VDD OSC OSC0 Y.kHz D N C 0pF D BAT C 0.uF BT.V R.k P.0 P. R.k U SCL SDA PCF OSCI INT 0pF C OSCO Y khz D D C 0.uF N BAT BT.V Podłączenie układów RTC za pomocą interfejsu IC Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK

18 0-0- Dodatkowe porty wejścia/wyjścia a /CS HCT0 UA D D D D D D D U D D D D D D D D C U Q Q Q Q Q Q Q Q HCT Y Y Y Y Y Y Y Y G G HCT OC -bitowy PORT WYJSCIOWY D D D D D D D -bitowy PORT WEJSCIOWY A A A A A A A A OUT OUT OUT OUT OUT OUT OUT OUT IN IN IN IN IN IN IN IN /CS b UA HCT UB HCT D D D D D D D D D D D D D D U D Q D Q D Q D Q D Q D Q D Q D Q CLK OC HCT U A B A B A B A B A B A B A B A B G DIR HCT OUT OUT OUT OUT OUT OUT OUT OUT IN IN IN IN IN IN IN IN Prosta realizacja dodatkowych -bitowych portów I/O, Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK Alfanumeryczny wyświetlacz LCD /CS UA HCT00 UA HCT00 A D D D D D D D 0 W UA EN R/W RS VO MODUŁ LCD D D D D D D D GND HCT00 UA HCT00 +V R 0k P. P. P. P.0 P. P. P. P. P. P. P. 0 W EN R/W RS VO MODUŁ LCD D D D D D D D GND +V R 0k EN RS D D D D 0 W EN R/W RS VO MODUŁ LCD D D D LED-A D D LED-K D D GND +V R R 0k +V LCD podłączony do szyny danych, szyny adresowej i szyny sterującej. Tryb pracy -bitowy LCD podłączony bezpośrednio do portów I/O, tryb pracy -bitowy LCD podłączony bezpośrednio do portów I/O, tryb pracy -bitowy Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK

19 VSS VSS 0-0- Graficzny wyświetlacz LCD P. P. P.0 P. P. P. P. P. P. P. P. W CE WR RD C/D D D D D D D D FS -V MODUŁ GRAFICZNY LCD RST FG GND +V 0 -V R 0k Reset LCD LCD podłączony bezpośrednio do portów I/O, tryb pracy -bitowy LCD podłączony do szyny danych, szyny adresowej i szyny sterującej. Tryb pracy -bitowy Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK Przejście z interfejsu szeregowego na równoległy R.k P.0 P. R.k U SCL SDA A A PCF P0 P P P P P P P INT 0 P0 P P P P P P P INT R R.k.k U P0 P.0 P SCL P P. P SDA P P P P A A INT PCF 0 P P P P 0 W EN R/W RS VO MODUŁ LCD D D D D D D D GND +V R 0k Expander interfejsu IC na - bitowy równoległy port wejścia/wyjścia Expander interfejsu IC do sterowania wyświetlaczem LCD Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK

20 0-0- Przejście z interfejsu szeregowego na równoległy Expander magistrali IC lub SPI na -bitowy równoległy port wejścia/wyjścia, firmy Microchip Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK Przyciski i klawiatury a P.0 P. S S S S S S0 S S S S S S b P.0 P. P. P. S S S S do w ejścia R 0k S P. S S S S P. P. S S P. P. P. P. P. P. P. S S Pojedynczy styk Konfiguracja klawiatury matrycowej Konfiguracja klawiatury -stykowej Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK 0 0

21 0-0- Przekaźniki Sterowanie przekaźnikiem elektromagnetycznym wymaga dodatkowego obwodu wzmacniającego Sterowanie przekaźnikiem półprzewodnikowym (SSR) na +V, bezpośrednio z mikrokontrolera P.0 D N00 R.k K +V +V MOTOR AC K Q NPN przekaznik D LED R 0 Układ z tranzystorem NPN, włączenie stanem logicznym P.0 P. P. P. P. P. P. P. U I I I I I I I I GND M ULN0A O O O O O O O O COM 0 +V R 0 przekaźnik D LED ŻARÓWKA Rozwiązanie z specjalizowanym układem scalonym, włączenie stanem logicznym +V J 0V/0Hz Led R +V D LED włączenie stanem logicznym 0 Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK Diody LED i wyświetlacze LED >+V Led R 0 D LED Led R +V D LED Led Q NPN R k D LED P. R.k R.k Q BC R 0 D LED Sterowanie stanem logicznym 0 Sterowanie stanem logicznym 0 Sterowanie stanem logicznym dla napięcia zasilania > +V i większy prąd wyjściowy Sterowanie stanem logicznym 0, większy prąd wyjściowy P.0 P. P. P. P. P. P. P. x0 0 A B C D E F G K W P.0 P. P. P. U A B A C B D C D 0 E LT RBI F BI/RBO G 0 A B C D E F G K W Pojedynczy wyświetlacz - segmentowych Zespół dwóch wyświetlaczy - segmentowych P. P. P. P. A B A C B D C D 0 E LT RBI F BI/RBO G U 0 A B C D E F G K W Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK

22 Wyświetlacze LED P. P. P. P. U A B C D 0 0 LS R R R R R R k Q PNP Q PNP Q PNP Q PNP Q PNP Q PNP Wspólna anoda W W W W W W COM COM COM COM COM COM A B C D E F G K A B C D E F G K A B C D E F G K A B C D E F G K A B C D E F G K A B C D E F G K P.0 P. P. P. P. P. P. P. U I I I I I I I I O O O O O O O O x0 GND COM 0 ULN0A Zespół wyświetlaczy -segmentowych, sterowanie multipleksowe Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK Wejścia logiczne +V a UB /wejscie D N R 0 b wejscie /wejscie UC R 0 wejscie LS D N LS D.V Wejścia logiczne bez izolacji galwanicznej a wejscie +V ISO 0 R wejscie b /wejscie +V R k 0 R wejscie LS UA R k LS UD ISO Wejścia logiczne z izolacją galwaniczną Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK

23 0-0- Wyjście z optoizolacją obciążenie +V R U MOC0 R a R P..k 0 Q BC ZERO CROSS CIRCUIT Q TRIAK MT G MT R 0/W C 0nF/00V 0V/0Hz R 0 b P. R.k R 0 +V Q BC U MOC0 R Q TRIAK MT G MT obciążenie R 0/W C 0nF/00V 0V/0Hz R 0 Sterowanie odbiornikiem mocy typu AC zasilanych z sieci energetycznej 0V/0Hz, włączenie stanem logicznym Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK Podsumowanie Przy projektowaniu i budowie układu sterowania opartego o jakiś system mikroprocesorowy należy się kierować zasadą, że lepiej wybrać taki typ mikrokontrolera aby posiadał jak najwięcej elementów i układów wymaganych do naszej aplikacji. Wybrać taki rodzaj (typ, model) mikrokontrolera, który ma wystarczającą ilość wewnętrznej pamięci programu i pamięci danych. Nie dołączać zewnętrznych pamięci programu. Pamięć zewnętrzna danych najczęściej z dostępem szeregowym, nieulotna Należy wykorzystać jak najwięcej gotowych elementów lub układów do budowy nowego systemu mikroprocesorowego, które gwarantują poprawne działanie i niezawodność a także łatwiejsze oprogramowanie. Zewnętrzne układy i urządzenia najlepiej podłączać do systemu za pomocą interfejsów szeregowych (mniejsza liczba połączeń, mniejsze obudowy). Konstrukcja takiego układu jest prostsza i bardziej niezawodna. Przy podłączaniu zewnętrznych sygnałów (logicznych i analogowych) do mikrokontrolera należy pamiętać o maksymalnych wartościach napięć wejściowych. Przy podłączaniu odbiorników do wyjść mikrokontrolera należy pamiętać o maksymalnym prądzie obciążenia końcówki (max prąd wpływający i wypływający). Semestr zimowy 0/0, WIEiK- PK