Porty wejścia/wyjścia w układach mikroprocesorowych i w mikrokontrolerach

Podobne dokumenty
Porty wejścia/wyjścia w układach mikroprocesorowych i w mikrokontrolerach

Wejścia logiczne w regulatorach, sterownikach przemysłowych

Wyjścia analogowe w sterownikach, regulatorach

Wejścia analogowe w sterownikach, regulatorach, układach automatyki

Układy zegarowe w systemie mikroprocesorowym

E-TRONIX Sterownik Uniwersalny SU 1.2

Wstęp Architektura... 13

Zbudować 2wejściową bramkę (narysować schemat): a) NANDCMOS, b) NORCMOS, napisać jej tabelkę prawdy i wyjaśnić działanie przy pomocy charakterystyk

Technika Mikroprocesorowa

ZL15AVR. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów ATmega32

Systemy Wbudowane. Arduino dołączanie urządzeń Wersja Arduino więcej portów I/O. Układy serii 74. Układy serii 74xx a seria 40xx

Zaliczenie Termin zaliczenia: Sala IE 415 Termin poprawkowy: > (informacja na stronie:

ASTOR IC200ALG320 4 wyjścia analogowe prądowe. Rozdzielczość 12 bitów. Kod: B8. 4-kanałowy moduł ALG320 przetwarza sygnały cyfrowe o rozdzielczości 12

SDD287 - wysokoprądowy, podwójny driver silnika DC

KAŻDY Z 8-MIO BITOWYCH PORTÓW MIKROKONTROLERÓW RODZINY 51 MA JEDYNIE REJESTR PORTU: P0, P1, P2, P3, PEŁNIĄ ONE ROLĘ REJESTRÓW DANYCH WE/WY.

Układy zegarowe w systemie mikroprocesorowym

Systemy Wbudowane. Arduino - rozszerzanie. Podłączanie wyświetlacza LCD. Podłączanie wyświetlacza LCD. Podłączanie wyświetlacza LCD

Moduł wejść/wyjść VersaPoint

ZL4PIC. Uniwersalny zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów PIC

2. Architektura mikrokontrolerów PIC16F8x... 13

SDD287 - wysokoprądowy, podwójny driver silnika DC

Projektowanie urządzeń mikroprocesorowych cz. 2 Wykład 4

Katedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych Laboratorium Przyrządów Półprzewodnikowych. Ćwiczenie 4

IC200UDR002 ASTOR GE INTELLIGENT PLATFORMS - VERSAMAX NANO/MICRO

STM32Butterfly2. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów STM32F107

Technika mikroprocesorowa. W. Daca, Politechnika Szczecińska, Wydział Elektryczny, 2007/08

ZL16AVR. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów ATmega8/48/88/168

Projektowanie i produkcja urządzeń elektronicznych

SWB - Wprowadzenie, funkcje boolowskie i bramki logiczne - wykład 1 asz 1. Plan wykładu

Cyfrowe układy kombinacyjne. 5 grudnia 2013 Wojciech Kucewicz 2

ZL30ARM. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów STM32F103

Zestaw uruchomieniowy z mikrokontrolerem LPC1114 i wbudowanym programatorem ISP

ZL15AVR. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów ATmega32

Podział układów cyfrowych. rkijanka

Karta katalogowa JAZZ OPLC JZ20-T40/JZ20-J-T wejść cyfrowych, 2 wejścia analogowe/cyfrowe, 2 wejścia analogowe. 20 wyjść tranzystorowych

Układy TTL i CMOS. Trochę logiki

Układy czasowo-licznikowe w systemach mikroprocesorowych

PROGRAMOWANIE PWM. Porty, które mogą być zamienione na PWM w każdym module RaT16 to port 3,4,5,6

2.1 Porównanie procesorów

WPROWADZENIE Mikrosterownik mikrokontrolery

SML3 październik

Karta katalogowa V E3XB. Moduł wejść/wyjść Snap. 18 (podzielone na dwie grupy) Typ wejść

Przetworniki cyfrowo-analogowe C-A CELE ĆWICZEŃ PODSTAWY TEORETYCZNE

ZL4PIC uniwersalny zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów PIC (v.1.0) Uniwersalny zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów PIC

STM32 Butterfly. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów STM32F107

P-1a. Dyskryminator progowy z histerezą

ZL5PIC. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów PIC16F887

Przetworniki C/A. Ryszard J. Barczyński, 2016 Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego

ZL27ARM. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów STM32F103

Generator przebiegów pomiarowych Ex-GPP2

PL B1. AZO DIGITAL SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Gdańsk, PL BUP 20/10. PIOTR ADAMOWICZ, Sopot, PL

Rozwiązania z zakresu wykrywania gazów firmy Danfoss Moduł rozszerzenia

Sterownik sieciowy. Rozszerzenie 8 portów quasi dwukierunkowych. RaT8NO RaT8OC RaT8Wg

Programowanie mikrokontrolerów 2.0

Uniwersalny zestaw uruchomieniowy ZL4PIC

IC200UDD110 ASTOR GE INTELLIGENT PLATFORMS - VERSAMAX NANO/MICRO

ZL2AVR. Zestaw uruchomieniowy z mikrokontrolerem ATmega8

Miernik poziomu cieczy MPC-1

ZL29ARM. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów STM32F107

Sterownik sieciowy. Rozszerzenie 8 portów quasi dwukierunkowych. RaT8NO RaT8OC RaT8Wg. Wersja 2F Autor Z.Czujewicz Strona 1

Ćwiczenie 5. Zastosowanie tranzystorów bipolarnych cd. Wzmacniacze MOSFET

Podstawy Elektroniki dla Tele-Informatyki. Tranzystory unipolarne MOS

FL DI4 FL DI10.

Karta katalogowa JAZZ OPLC JZ20-R31

PUNKTOWE STEROWNIKI VERSAMAX MICRO

Demonstracja: konwerter prąd napięcie

STEROWNIKI PROGRAMOWALNE PLC

ZL4PIC. Uniwersalny zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów PIC

PL B1. INSTYTUT MECHANIKI GÓROTWORU POLSKIEJ AKADEMII NAUK, Kraków, PL BUP 21/08. PAWEŁ LIGĘZA, Kraków, PL

Porty GPIO w mikrokontrolerach STM32F3

MCAR Robot mobilny z procesorem AVR Atmega32

Karta katalogowa JAZZ OPLC. Modele JZ20-T10/JZ20-J-T10 i JZ20-T18/JZ20-J-T18

Podstawowe urządzenia peryferyjne mikrokontrolera ATmega8 Spis treści

M-1TI. PRECYZYJNY PRZETWORNIK RTD, TC, R, U NA SYGNAŁ ANALOGOWY 4-20mA Z SEPARACJĄ GALWANICZNĄ. 2

AVREVB1. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów AVR. Zestawy uruchomieniowe

ZL3ST7. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 14/12

Ujemne sprzężenie zwrotne, WO przypomnienie

Badanie działania bramki NAND wykonanej w technologii TTL oraz układów zbudowanych w oparciu o tę bramkę.


Sterownik sieciowy. Rozszerzenie 8 portów quasi dwukierunkowych. RaT8NO RaT8OC RaT8Wg. Wersja 2A. Strona 1

Cyfrowy regulator temperatury

4. Funktory CMOS cz.2

Projektowanie oszczędnych układów elektronicznych (3) Układy CMOS dobór elementów i rozwiązań układowych

2. PORTY WEJŚCIA/WYJŚCIA (I/O)

Klasyczna architektura sterownika PLC

MPI-8E 8-KANAŁOWY REJESTRATOR PRZENOŚNY

JAZZ OPLC JZ20-R10 i JZ20-R16

2.1 Przesył danych między procesorem a tabelą zmiennych

202_NAND Moduł bramek NAND

Sterownik sieciowy. Wersja CD.0.4a Autor Z.Czujewicz Strona 1

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

SML3 październik

Firma DAGON Leszno ul. Jackowskiego 24 tel Produkt serii DAGON Lighting

Struktury specjalizowane wykorzystywane w mikrokontrolerach

SYSTEM MONITOROWANIA GAZÓW MSMR-16

Inż. Kamil Kujawski Inż. Krzysztof Krefta. Wykład w ramach zajęć Akademia ETI

Liniowe stabilizatory napięcia

Sterownik sieciowy. Dla sterowników oznaczonych symbolami: WXTC48T, WXTD48T, WXTC2LT, WXTD2LT, WXTC2HT, i WXTD2HT.

Karta katalogowa JAZZ OPLC JZ10-11-PT15/JZ10-J-PT15. 3 wejścia cyfrowe, 3 wejścia analogowe/cyfrowe, 3 wejścia PT1000/NI1000

Transkrypt:

Porty wejścia/wyjścia w układach mikroprocesorowych i w mikrokontrolerach Semestr zimowy 2012/2013, E-3, WIEiK-PK 1 Porty wejścia-wyjścia Input/Output ports Podstawowy układ peryferyjny port wejścia-wyjścia do wysyłania i odczytywania sygnałów logicznych na zewnątrz systemu. W systemach zbudowanych na typowych mikroprocesorach, funkcję portów wejścia/wyjścia pełnią specjalizowane układy scalone dołączane do magistrali danych, magistrali adresowej i sterującej. Takim standardowym przykładem jest już stary układ typu 8255, firmy Intel. Podobny układ firmy Motorola, to 6520 PIA. W mikrokontrolerach porty I/O stanowią integralną i bardzo ważną cześć układu. Dzięki nim, można w bardzo prosty sposób podłączać dodatkowe układy i elementy do systemu. Pojedyncze końcówki wejścia/wyjścia są zorganizowane w 4, 8 16 lub 32 bitowe porty. Linie portów mogą pełnić funkcje alternatywne, mogą być wejściem lub wyjściem innego układu w mikrokontrolerze, np. wejście lub wyjście licznika/czasomierza, wejściem i wyjściem dla portu szeregowego, wejściem dla przetwornika A/C, być wyjściem magistrali adresowej, danych, sterującej. Sygnały cyfrowe są zgodne ze standardem układów typu CMOS/TTL. Semestr zimowy 2012/2013, E-3, WIEiK-PK 2 1

Podstawowe parametry wejścia/wyjścia Port jako wejście: obciążalność, pojemność, impedancja wejściowa, poziomy przełączające stany logiczne, szerokość histerezy wejścia, max. częstotliwość wejściowa, odporność na przepięcia. Port jako wyjście: max. obciążalność wyjścia, max. prąd wypływający i wpływający, poziomy napięcia wyjściowego dla stanu logiczne 1 i 0, max. szybkość narastania sygnału wyjściowego, odporność na przeciążenia i zwarcia do masy i zasilania. równoczesna możliwość odczytu/zapisu pojedynczych linii, stan końcówki w trakcie włączenia zasilania układu i w trakcie aktywnego sygnału zerowania. Semestr zimowy 2012/2013, E-3, WIEiK-PK 3 Końcówka portu jako wyjście logiczne Prąd wypływający (source current) lub Zo Obciążenie wyjścia lub Zo Prąd wpływający (sink current) Obciążenie wyjścia Obciążenie może być typu rezystancyjnego - R, rezystancyjnopojemnościowego RC lub typu RLC np. linia długa. Obciążenie może być podłączone do wyjścia i masy (wtedy prąd wypływa z końcówki) lub do wyjścia i do +zasilania (wtedy prąd wpływa do końcówki). Przy wyborze sposobu podłączenia odbiornika należy sprawdzić jaki jest maksymalny prąd wejściowy i wyjściowy układu. Nie zawsze te dwa parametry mają taką samą wartość (w ma). Semestr zimowy 2012/2013, E-3, WIEiK-PK 4 2

Końcówka portu jako wejście logiczne 1 > 2 1 1 < 2 2 UC UC Uwe Uwe Sygnał wejściowy może pochodzić z innego elementu lub układu, które ma własne zasilanie lub nie. Np. z innego układu cyfrowego lub elementu elektromechanicznego (styk elektryczny). Sygnał wejściowy nie może uszkodzić obwodu wejściowego portu tzn. napięcie wejściowe musi być w zakresie napięcia zasilania wejścia ale wybrane końcówki portów mogą obsługiwać sygnały większe. Np. przy zasilaniu systemu +3.3V porty są dostosowane do sygnałów z systemu +5V (5V tolerant) Semestr zimowy 2012/2013, E-3, WIEiK-PK 5 Końcówka portu jako wejście logiczne Rezystor podciągający w górę (pull up resistor) Rpu klucz klucz Uwe Rpd Uwe Rezystor podciągający w dół (pull down resistor) Przy podłączaniu elementów stykowych (przyciski, styki elektryczne, klawiatura) należy wymusić stan logiczny na wejściu za pomocą rezystora podciągającego w górę (dla stanu 1) lub w dół (dla stanu 0). Semestr zimowy 2012/2013, E-3, WIEiK-PK 6 3

Podstawowe parametry wejścia/wyjścia pod względem budowy stopnia wejściowgo Pod względem budowy stopnia wejściowego można wyróżnić: wejście analogowe, (analog input), wejście logiczne pływające (floating input), wejście logiczne z podciąganiem w górę, (pull-up input), wejście logiczne z podciąganiem w dół (pull-down input), Pod względem budowy stopnia wyjściowego można wyróżnić: wyjście analogowe, (analog output), wyjście logiczne komplementarne (push-pull output), wyjście logiczne typu otwarty dren (Open Drain) z podciąganiem w górę, (OD pull-up output). Semestr zimowy 2012/2013, E-3, WIEiK-PK 7 dzaje wyjść otwarty dren Wewnętrzny rezystor podciągający w górę (pull up resistor) Wewnętrzny lub zewnętrzny rezystor podciągający w górę Rpu Rpu Io Io Klucz N-MOS Klucz N-MOS Układ wyjściowy typu otwarty dren z podciąganiem do Vcc (Open drain output with pull-up resistor) Układ wyjściowy typu otwarty dren z podciąganiem do Vcc, UWAGA - prąd wyjściowy ograniczony przez Rpu Prąd przez tranzystor może płynąć tylko w jednym kierunku, dla wyjścia typu otwarty dren tranzystor jest z kanałem N-MOS, Wewnętrzny rezystor podciągający może mieć różne wartości, np. od 50k do 100k, rozróżnia się tzw. słabe podciąganie (week pull-up) i si Semestr zimowy 2012/2013, E-3, WIEiK-PK 8 4

dzaje wyjść push-pull Klucz P-MOS Klucz P-MOS Io Io Klucz N-MOS Klucz N-MOS Układ wyjściowy typu push-pull z odbiornikiem podłączonym do Układ wyjściowy typu push-pull z odbiornikiem podłączonym do masy Wyjście typu push-pull zapewnia szybsze przełączanie, większy prąd wypływający z wyjścia ale należy to sprawdzić w dokumentacji układu, możliwość podłączenia odbiornika do +V i do masy, dla wyjścia typu push-pull jeden tranzystor jest z kanałem N drugi z kanałem P Semestr zimowy 2012/2013, E-3, WIEiK-PK 9 Przykładowa struktura wejścia/wyjścia w mikrokontrolerze Semestr zimowy 2012/2013, E-3, WIEiK-PK 10 5

Przykładowa struktura wejścia w mikrokontrolerze Semestr zimowy 2012/2013, E-3, WIEiK-PK 11 Przykładowa struktura wejścia z podciąganiem w mikrokontrolerze Semestr zimowy 2012/2013, E-3, WIEiK-PK 12 6

Przykładowa struktura wyjścia w mikrokontrolerze Semestr zimowy 2012/2013, E-3, WIEiK-PK 13 Przykładowa struktura funkcji alternatywnej wejścia/wyjścia w mikrokontrolerze Semestr zimowy 2012/2013, E-3, WIEiK-PK 14 7

Przykładowa struktura wejścia analogowego w mikrokontrolerze Semestr zimowy 2012/2013, E-3, WIEiK-PK 15 Porty wejścia/wyjścia w 8051 Porty wejścia/wyjścia w 8051 są dwukierunkowe, wielofunkcyjne, dla pracy jako wejście należy wpisać 1 do końcówki portu, porty są typu otwarty dren z wewnętrznym podciąganiem, w tracie zerowania stan końcówek przyjmuje 1 uwaga, prąd wypływający dużo mniejszy niż prąd wpływający, obciążenie należy podłączać do +V Semestr zimowy 2012/2013, E-3, WIEiK-PK 16 8

Mikrokontroler typu PIC, firmy Microchip Semestr zimowy 2012/2013, E-3, WIEiK-PK 17 Mikrokontroler typu PIC, firmy Microchip Semestr zimowy 2012/2013, E-3, WIEiK-PK 18 9

Mikrokontroler typu PIC, firmy Microchip, konfiguracja portów Semestr zimowy 2012/2013, E-3, WIEiK-PK 19 Mikrokontroler typu PIC, firmy Microchip Semestr zimowy 2012/2013, E-3, WIEiK-PK 20 10

Porty wejścia/wyjścia w STM32F1xx Cortex-M3 Podstawowa struktura portu wejścia/wyjścia Semestr zimowy 2012/2013, E-3, WIEiK-PK 21 Porty wejścia/wyjścia w STM32F1 Cortex-M3 Podstawowa struktura portu wejścia/wyjścia dla sygnałów +5V Semestr zimowy 2012/2013, E-3, WIEiK-PK 22 11