Marek Wnuk. Interfejs SPI. materiały pomocnicze 2002

Podobne dokumenty
Moduł uruchomieniowy mikrokontrolera MC68HC912B32

ICD Interfejs BDM dla CPU32. Marek Wnuk

Politechnika Białostocka Wydział Elektryczny Katedra Automatyki i Elektroniki

Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

Płytka laboratoryjna do współpracy z mikrokontrolerem MC68332

Płytka labortoryjna z modułem MC Jan Kędzierski Marek Wnuk

Komunikacja w mikrokontrolerach Laboratorium

Technika Mikroprocesorowa

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

Mikroprocesory i Mikrosterowniki Laboratorium

HC541 8-bitowy bufor jednokierunkowy HC245 8-bitowy bufor dwukierunkowy HC244 dwa 4-bitowe bufory jednokierunkowe

MAGISTRALE MIKROKONTROLERÓW (BSS) Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

ZL28ARM. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów AT91SAM7XC

ZL8AVR. Płyta bazowa dla modułów dipavr

SigmaDSP - zestaw uruchomieniowy dla procesora ADAU1701. SigmaDSP - zestaw uruchomieniowy dla procesora ADAU1701.

Płytka uruchomieniowa AVR oparta o układ ATMega16/ATMega32. Instrukcja Obsługi. SKN Chip Kacper Cyrocki Page 1

LABORATORIUM - ELEKTRONIKA Układy mikroprocesorowe cz.2

ZL15AVR. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów ATmega32

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

Mikrokontrolery AVR techniczne aspekty programowania

(przykład uogólniony)

1. Wprowadzenie Programowanie mikrokontrolerów Sprzęt i oprogramowanie... 33

Opis funkcjonalny i architektura. Modu³ sterownika mikroprocesorowego KM535

WYKŁAD 5. Zestaw DSP60EX. Zestaw DSP60EX

Projektowanie urządzeń mikroprocesorowych cz. 2 Wykład 4

Ćwiczenie 5 Zegar czasu rzeczywistego na mikrokontrolerze AT90S8515

Płyta uruchomieniowa EBX51

ISP ADAPTER. Instrukcja obsługi rev.1.1. Copyright 2009 SIBIT

ZL30ARM. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów STM32F103

ZL5PIC. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów PIC16F887

ZL15AVR. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów ATmega32

Wstęp Architektura... 13

Uniwersalny zestaw uruchomieniowy ZL4PIC

E-TRONIX Sterownik Uniwersalny SU 1.2

Kod produktu: MP01611

Kurs Elektroniki. Część 5 - Mikrokontrolery. 1/26

Programowanie Układów Logicznych kod kursu: ETD6203. Szczegóły realizacji projektu indywidualnego W dr inż.

AVREVB1. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów AVR. Zestawy uruchomieniowe

dokument DOK wersja 1.0

Wydział Elektryczny. Katedra Automatyki i Elektroniki. Instrukcja. do ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu: SYSTEMY CYFROWE 1.

400_74194x2 Moduł rejestrów przesuwnych

STM32Butterfly2. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów STM32F107

Politechnika Wrocławska

LITEcompLPC1114. Zestaw ewaluacyjny z mikrokontrolerem LPC1114 (Cortex-M0) Sponsorzy:

Wbudowane układy komunikacyjne cz. 1 Wykład 10

To jeszcze prostsze, MMcc1100!

ZL4PIC. Uniwersalny zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów PIC

Instrukcja użytkownika

Instrukcja użytkownika

MultiTool instrukcja użytkownika 2010 SFAR

Płytka ewaluacyjna z ATmega16/ATmega32 ARE0021/ARE0024

Aoi Ryuu. v2.0 moduł z mikroprocesorem Atmega169 dla makiety dydaktycznej Akai Kaba

ZL27ARM. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów STM32F103

Zastosowanie procesorów AVR firmy ATMEL w cyfrowych pomiarach częstotliwości

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

1.2. Architektura rdzenia ARM Cortex-M3...16

SML3 październik

Mikroprocesory i mikrosterowniki Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki Politechniki Wrocławskiej Ćwiczenie nr 4

Interfejsy szeregowe TEO 2009/2010

Zestaw uruchomieniowy z mikrokontrolerem LPC1114 i wbudowanym programatorem ISP

ARS3 RZC. z torem radiowym z układem CC1101, zegarem RTC, kartą Micro SD dostosowany do mikro kodu ARS3 Rxx. dokument DOK wersja 1.

System mikroprocesorowy i peryferia. Dariusz Chaberski

ZL25ARM. Płyta bazowa dla modułów diparm z mikrokontrolerami STR912. [rdzeń ARM966E-S]

Elementy struktur cyfrowych. Magistrale, układy iterowane w przestrzeni i w czasie, wprowadzanie i wyprowadzanie danych.

Układy czasowo-licznikowe w systemach mikroprocesorowych

Moduł z mikrokontrolerem MC Marek Wnuk

Uproszczony schemat blokowy konwertera analogowo-cyfrowego przedstawiony został na rys.1.

ZL3ST7. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów

Kod produktu: MP01611-ZK

micro Programator ISP mikrokontrolerów AVR zgodny z STK500v2 Opis Obs³ugiwane mikrokontrolery Wspó³praca z programami Podstawowe w³aœciwoœci - 1 -

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

Instrukcja Użytkownika

WPROWADZENIE Mikrosterownik mikrokontrolery

Kod produktu: MP-1W-2480

Spis treści. Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Współpraca procesora ColdFire z urządzeniami peryferyjnymi

Sterownik PLC ELP11R32-BASIC Dokumentacja techniczna (ver. 1.0)

ZL2AVR. Zestaw uruchomieniowy z mikrokontrolerem ATmega8

PROJECT OF FM TUNER WITH GESTURE CONTROL PROJEKT TUNERA FM STEROWANEGO GESTAMI

SML3 październik 2008

Charakterystyka mikrokontrolerów. Przygotowali: Łukasz Glapiński, Mateusz Kocur, Adam Kokot,

Uniwersalny zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów AVR

Wyjścia analogowe w sterownikach, regulatorach

CDIRO-360 Karta wejść binarnych i wyjść przekaźnikowych Instrukcja obsługi

ZL29ARM. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów STM32F107

INSTRUKCJA Płytka uruchomieniowa EvB 4.3

Politechnika Białostocka

4 Adres procesora Zworkami A0, A1 i A2 umieszczonymi pod złączem Z7 ustalamy adres (numer) procesora. Na rysunku powyżej przedstawiono układ zworek dl

multiplekser/demultiplekser

Współpraca procesora z urządzeniami peryferyjnymi

Ćwiczenie 31 Temat: Analogowe układy multiplekserów i demultiplekserów. Układ jednostki arytmetyczno-logicznej (ALU).

CDI-360 Karta wejść binarnych Instrukcja obsługi

2.1 Przesył danych między procesorem a tabelą zmiennych

Kod produktu: MP01105

SML3 październik

Karta katalogowa JAZZ OPLC JZ20-R31

Elementy struktur cyfrowych. Magistrale, układy iterowane w przestrzeni i w czasie, wprowadzanie i wyprowadzanie danych.

Obługa czujników do robota śledzącego linie. Michał Wendland czerwca 2011

DTR PICIO v Przeznaczenie. 2. Gabaryty. 3. Układ złącz

Adaptacyjne sterowanie robotem IRb-6 instrukcja nr 508

Transkrypt:

Marek Wnuk Interfejs SPI materiały pomocnicze 2002 1 Interfejs SPI SPI (Serial Peripheral Interface) jest przeznaczony do komunikacji pomiedzy mikrokontrolerami i urz adzeniami zewnetrznymi w małych systemach mikrokomputerowych. Przesyłanie danych odbywa sie przy pomocy szeregowej transmisji synchronicznej wykorzystuj acej trzy linie: SCK (Serial ClocK) - zegar synchronizuj acy transmisje, MOSI (Master Out / Slave In) - dane od jednostki nadrzednej do podporz adkowanej, MISO (Master In / Slave Out) - dane od jednostki podporz adkowanej do nadrzednej. Interfejs SPI jest stosowany przez firme Motorola od pocz atku lat 80-tych (pocz awszy od mikrokontrolerów MC6805), inne firmy stosuja dla niego własne nazwy (np. National Semiconductor - MICROWIRE). W nowych rodzinach mikrokontrolerów został rozwiniety do postaci kolejkowej (QSPI - Queued Serial Peripheral Interface), w której można wstepnie ustawić do 16 zadań i zainicjować ich wykonanie (również w trybie cyklicznego powtarzania), co uwalnia procesor od konieczności śledzenia przebiegu transmisji pojedynczych słów. Oprócz wymienionych sygnałów QSPI zawiera cztery linie o charakterze adresów, które w jednostce nadrzednej (Master) mog a być ustawiane niezależnie dla każdego zadania w kolejce. Pozwala to na cykliczn a obsługe kilku jednostek podporz adkowanych (do 15 w przypadku zastosowania dekoderów adresowych, lub do 4 w przypadku wybierania liniowego). Jednostka podporz adkowana jest wyposażona w wejście wybieraj ace (CS - Chip Select), zazwyczaj aktywne w stanie niskim, choć nie jest to regulowane standardem. Trójstanowe wyjście danych jednostki podporz adkowanej (MISO) jest wł aczane tylko przy atywnym stanie linii wyboru (CS), co pozwala na równoczesn a prace wielu układów na magistrali QSPI. Urz adzeniami zewnetrznymi przył aczanymi przez intrfejs SPI s a najcześciej przetworniki analogowo cyfrowe i cyfrowo analogowe, sterowniki wyświetlaczy alfanumerycznych, pamieci EEPROM, zegary czasu rzeczywistego, układy wejść i wyjść bitowych. W interfejs SPI s a również wyposażone liczne mikrokontrolery innych rodzin (np. NeuronCHIP firmy ECHELON), co pozwala na łatw a wymiane danych i sterowania w niezbyt rozległych konstrukcjach. 2 Laboratoryjne moduły QSPI Moduły laboratoryjne służ a zarówno do zapoznawania sie ze specyfik a sprzetu i oprogramowania pracuj acego z QSPI, jak i do badania przydatności poszczególnych elementów i technik w konkretnych zastosowaniach. Tablica 1: Zł acze interfejsu QSPI (J1) GND 10 9 MOSI MISO 8 7 SCK PCS3 6 5 PCS2 PCS1 4 3 PCS0 VCC 2 1 GND 1

Standaryzacje zapewnia zł acze J1 (tab. 1) zawieraj ace sygnały QSPI oraz zasilanie +5V, pozwalaj ace unikn ać dodatkowych żródeł zasilania dla układów zewnetrznych. W przyjetym rozwi azaniu jednostka nadrzedna dostarcza zasilania dla magistrali. Linie wyboru układów (PCS[3..0]) s a na poszczególnych modułach wybierane przy pomocy zwory J2 (rys. 1). PCS0 PCS2 1 2 3 4 5 6 PCS1 PCS3 SEL Rysunek 1: Zwora do wyboru adresu układu (J2) Przyjeto konwencje wybiernia liniowego, co pozwala na przył aczenie do magistrali czterech urz adzeń podporz adkowanych. 2.1 Przetwornik analogowo cyfrowy TLC541 TLC541 jest 8 bitowym przetwornikiem analogowo cyfrowym, wyposażonym w 12 kanałowy multiplekser wejściowy. Współpracuje z mikrokontrolerami różnych typów przez interfejs szeregowy SPI. Jest bezpośrednim zamiennikiem przetworników MC145040 (Motorola) i ADC0811 (National Semiconductor). TLC540 jest jego wersj a o zwiekszonej szybkości dzialania, natomiast 10 bitowe przetworniki TLC1540/TLC1541 s a z nim w pełni zgodne sprzetowo (wyprowadzenia i sygnały). Tablica 2: Zwora napiecia odniesienia (J4) Źródło odniesienia Poł aczenia wewnetrzne 1 2, 4 6 zewnetrzne 2: REF+, 4: GND, 6: REF- Moduł przetwornika analogowo cyfrowego (schemat QSPI-2) zawiera opisane wcześniej zł acze QSPI (J1) oraz zwore J2 do wyboru adresu na magistrali. Zalecane jest poł aczenie J2: 2 4, co odpowiada wybieraniu przetwornika stanem niskim linii PCS1. Przetwornik wymaga dostarczenia zewnetrznego sygnału zegarowego SYSCLK, który w opisywanym module jest generowany i formowany na dwóch bramkach Schmitta 74HCT132. Analogowe sygnały wejściowe przetwornika (wejścia AIN[9..0] multipleksera) wyprowadzono na zł acze J5 (tab. 3). Napiecie na wejściu AIN10 pochodzi z regulowanego dzielnika (P1) wł aczonego pomiedzy ujemny a dodatni biegun napiecia odniesienia, co ułatwia testowanie pracy przewornika i jego oprogramowania. Napiecie odniesienia dla przetwornika może pochodzić z zasilania układu lub być dostarczone z zewn atrz. Do jego wyboru służy zwora J4 (tab. 2). W drugim przypadku piny 2, 4 i 6 zwory J4 służ a jako zł acze zewnetrznego napiecia odniesienia. Dokładne dane techniczne przetwornika TLC541 znajduje sie w dodatku. Zamieszczono przykładowe oprogramowanie w jezyku C pozwalaj ace obsługiwać przetwornik przył aczony przez QSPI do mikrokontrolera MC68332, którego pakiet opisano dalej. 2

Tablica 3: Zł acze wejść analogowych (J5) REF 1 2 AIN0 REF 3 4 AIN1 REF 5 6 AIN2 REF 7 8 AIN3 REF 9 10 AIN4 REF 11 12 AIN5 REF 13 14 AIN6 REF 15 16 AIN7 REF 17 18 AIN8 REF 19 20 AIN9 3 Pakiet mikrokontrolera MC68332 Opisywany pakiet laboratoryjny (schemat M332-1) zawiera: mikrokontroler MC68332A, 256k statycznej pamieci RAM, 256k pamieci EPROM, asynchroniczny interfejs szeregowy RS232C (J14, DCE), zł acze interfejsu QSPI - Queued Serial Peripheral Interface (J8 tab. 6). interfejs wyświetlacza ciekłokrystalicznego LCD (J11 tab. 4), Przył aczenie zewnetrznego terminala (lub komputera wyposażonego w zł acze szeregowe) jest możliwe dzieki zł aczu J14 i dodatkowemu zł aczu DCE (zł acze J14 jest typu DTE Data Terminal Equipment). Tablica 4: Zł acze wyświetlacza LCD (J11) GND 1 2 VCC CV 3 4 RS R W 5 6 E D0 7 8 D1 D2 9 10 D3 D4 11 12 D5 D6 13 14 D7 Typowy wyświetlacz alfanumeryczny LCD wyposażony w sterownik HD44780A00 firmy Hitachi można przył aczyć do zł acza J11. Tablica 5: Zł acze sygnałów TPU (J7) GND 1 2 VCC T P0 3 4 T P1 T P2 5 6 T P3 T P4 7 8 T P5 T P6 9 10 T P7 T P8 11 12 T P9 TP10 13 14 T P11 TP12 15 16 T P13 TP14 17 18 T P15 T 2CLK 19 20 CST PU Zasoby mikrokontrolera s a dostepne na zł aczach J7 (sygnały TPU - Time Processor Unit tab. 5), J8 (magistrala QSPI - Queued Serial Peripheral Interface tab. 6) i J10 (wybrane sygnały steruj ace i wejścia przerwań tab. 7). 3

Tablica 6: Zł acze interfejsu QSPI (J8) GND 1 2 PCS0 GND 3 4 PCS3 VCC 5 6 PCS2 MOSI 7 8 PCS1 SCK 9 10 MISO Tablica 7: Zł acze sygnałów MC68332 (J10) GND 1 2 VCC GND 3 4 VCC GND 5 6 VCC GND 7 8 VCC GALOUT 1 9 10 GALIN1 CS3 11 12 CS4 CS5 13 14 DSACK0 DSACK1 15 16 AV EC RMC 17 18 DS AS 19 20 SIZ0 SIZ1 21 22 R W MODCLK 23 24 IRQ1 IRQ2 25 26 IRQ3 IRQ4 27 28 IRQ5 IRQ6 29 30 IRQ7 BERR 31 32 HALT RESET 33 34 CLKOUT Przy braku bateryjnego podtrzymywania zawartości pamieci RAM, nie jest stosowany układ U11 (MAX691). W jego podstawce umieszczono przycisk RESET i wykonano poł aczenia niezbedne do poprawnej pracy pakietu bez tego układu. Zł acze J9 jest przystosowane do kabla taśmowego 8 żyłowego. 10 żyłowe wersje interfejsów należy wł aczać tak, by styki 1 i 2 ich kabla taśmowego nie były wykorzystane. 4

4 Przykład: czujnik zbliżeniowy Przykładowy czujnik zbliżeniowy (rys. 4) składa sie z fototranzystora (SFH800) i podczerwonej diody LED (LD274). Analogowy sygnał wyjściowy z emitera fototranzystora, pracuj acego w układzie OC, jest doprowadzony na wejście AIN0 przetwornika TLC541 przez zł acze J5. Dioda LED może być wł aczana przez tranzystor BC338 sterowany sygnałem PCS3 (zł acze J2 modułu przetwornika). Odpowiednie zworki (J4.1 J4.2 i J4.5 J4.6) powoduj a podanie GND i VCC jako napieć odniesienia dla przetwornika i dostarczaj a napiecia zasilaj ace czujnik. AIN0 GND PCS3 REF- J5 2 1 J2 6 J4 6 red 1 2 3 4 5 5k1 11k SFH300 BC338 GND 5 6 k11 GND VCC 4 3 7 8 LD274 REF+ 2 9 VCC 1 10 Rysunek 2: Czujnik zbliżeniowy 5

6

ADC J1 J2 J5 J4 P1 TLC541 HCT132 Rysunek 3: Przetwornik analogowo cyfrowy TLC541 7

ADC J1 J2 74HCT132 J4 P1 TLC541 J5 Rysunek 4: Przetwornik analogowo cyfrowy TLC541 (montaż próbny) 8

J11 74HCT245 74HCT245 RAM E(U) RAM O(L) 691 EPROM E(U) EPROM O(L) J14 J9 J8 MC68332A J7 232 DCE J10 16L8 Rysunek 5: Pakiet mikrokontrolera MC68332 (WAN) 9

Rysunek 6: Pakiet uruchomieniowy (EVB 332) Rysunek 7: Moduł mikrokontrolera MC68332 (BCC) 10