Краткие теоретические сведения.

Введение

Современное состояние технологии в электротехнике требует от специалистов знания микроконтроллеров. В настоящее время в составе выпускаемых изделий многих фирм в дальнем и ближнем зарубежье содержатся микроконтроллеры, и область их применения постоянно увеличивается.

Микроконтроллеры широкого назначения выпускаются многочисленными зарубежными фирмами: Motorola, NEC Corporation, Siemens, Microchip и другими.

Применение методов и технических средств обработки информа­ции цифровой вычислительной техникой в релейной защите и авто­матике (РЗА) привело к созданию интегрированных комплексов, выполняющих все функции традиционных устройств РЗА и облада­ющих широкими информационными свойствами и сервисными возможностями, существенно повышающими надежность и эффек­тивность функционирования технических средств автоматического управления электроэнергетическими установками [1].

Для обучения студентов цифровой технике и программированию микроконтроллеров на кафедре имеется учебный микропроцессорный комплект (УМК-7). Помимо обучения языку ассемблер на примере контроллера PIC16F877А, студенты знакомятся с внутренней и внешней структурой современных микроконтроллеров, применяемых в оборудовании.

До дня проведения работы студенты должны к ней подготовиться: прочитать описание лабораторной работы и составить программы для своего варианта задания.

Отчет о лабораторной работе должен содержать титульный лист, задание, текст программы заполненную таблицу результатов, рисунки с копиями экрана и ответы на контрольные вопросы.

Лабораторная работа должна быть защищена студентом.

Оборудование и программное обеспечение для проведения лабораторных работ: Windows 98 или выше, среда MPLAB, комплект УМК-7.

Системы счислений. Карта памяти микроконтроллера

 

Цель работы: приобрести начальные знания в области применения микроконтроллеров и основ цифровой техники.

 

Краткие теоретические сведения

 

Информация в микроконтроллере (МК) хранится в регистрах (file), состоящих из 8 разрядов (бит). Они делятся на регистры общего назначения (РОН), которые может использовать программист для хранения переменных, и регистры специального назначения (РСН), выполняющие определенные функции управления работой микроконтроллера.

У микроконтроллеров имеются выводы для подключения внешних устройств. Информация с этих выводов сохраняется в специализированной области памяти. Выводы объединены в функциональные группы-регистры РСН: PORTA, PORTB, PORTC, PORTD. В результате выполнения программы на выводы порта либо будет подаваться напряжение, либо нет. Содержание регистра порта, а также нумерация разрядов порта показана на рисунке 1.1. Наличие напряжения будем обозначать цифрой 1, отсутствие - цифрой 0, хотя часто обозначают и наоборот.

Рисунок 1.1- Схема регистра

Все выводы регистра нумеруются, начиная с нуля, справа налево, и называются разрядами или битами. К выводам порта подключаются приборы и устройства, управляющие технологическим процессом, или кнопки и датчики для ввода информации

в микроконтроллер. С их помощью можно подключить, например, вентилятор, конвейер, насос подачи реагента и т.д. Если на соответствующем выводе порта будет напряжение (обозначаемое цифрой 1), то устройство будет включено. Представленные на рисунке 1.1 набор нулей и единиц формально считают числом в двоичной системе счисления. Положение цифры в числе называют разрядом. Это же число в 16-й системе будет A3h, в десятичной системе 163.

В микроконтроллере данные и промежуточные результаты представлены в двоичной системе счисления. Все регистры памяти в микроконтроллере нумеруются также в двоичной системе. Номер регистра называют его адресом. Программисту неудобно работать с двоичными числами, поэтому их часто представляют в более компактной шестнадцатеричной системе счисления. Системы счислений, применяющиеся в цифровой технике, представлены в приложении А. Там же приведен алгоритм перевода чисел из двоичной системы в шестнадцатеричную и наоборот [2].

В десятичной системе прибавление к цифре 9 единицы дает в результате число 10, то есть 9+1=10. Аналогичный результат и в шестнадцатеричной системе F+1=10 или 2F+1=30. То есть в младший разряд записываем цифру 0, в старший добавляем 1. В двоичной системе 1+1=10.

Все регистры микроконтроллера объединены в 4 группы, называемыми банками (list), показанными в приложении Б. Банки имеют нумерацию в двоичной системе: 00 – банк ‘0’, 01 – банк ‘1’, 10 – банк ‘2’, 11 – банк ‘3’.

Программист для хранения данных может использовать регистры общего назначения (РОН). К регистру можно обратиться по адресу или по имени [2].

Задания

Задание 1.Сложите числа в двоичной системе. Представьте слагаемые и результаты вычислений в шестнадцатеричной, десятичной и в двоично-десятичной системах счислений.

 

Т а б л и ц а 1.1 – Варианты к заданию 1

Вариант
Число А
Число В

 

Вариант
Число А
Число В

 

Задание 2. Определите имена регистров и банки по двоичному адресу.

Т а б л и ц а 1.2 - Варианты к заданию 2

Вариант
Регистр А
Регистр В
Регистр С

 

Вариант
Регистр А
Регистр В
Регистр С

 

Задание 3. По имени регистра и банку определите его адрес.

Т а б л и ц а 1.3 - Варианты к заданию 3

Вариант
Банк
Имя	PCL	FSR	INTCON	STATUS	TRISB	INTCON

 

Вариант
Банк
Имя	PCL	TMR1	INTCON	STATUS	TRISD	TRISB

 

Вариант
Банк
Имя	PCL	PIR1	PIE2	PIR2	PIE1	FSR

1.3 Контрольные вопросы

1. Сколько будет 5F+3?

2. Что такое основание системы счисления?

3. Какие цифры имеются в двоичной системе?

4. Какие цифры имеются в шестнадцатеричной системе?

5. Сколько будет 4F+1?

6. Расскажите о преимуществах микроконтроллеров.

7. Какие фирмы выпускают изделия с микроконтроллерами?

8. Какие функции выполняют микроконтроллеры?

9. Сколько банков в микроконтроллере PIC?

10. Как записываются адреса регистров?

11. Как можно обратиться в программе к регистру?

12. Что такое адрес регистра?

13. Какие адреса у регистров общего назначения?

14. В каких банках находятся регистры PORTC и TRISC?

12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: