 |
Принципиальная схема модуля ЛМ51С
|
|
|
|
Модуль ЛМ51С построен на аналоговых интегральных микросхемах и цифровых микросхемах малой степени интеграции. Благодаря этому учащиеся, выполняющие лабораторные работы с макетом, могут легко проследить логику работы основных функциональных и схемных узлов. Принципиальная схема модуля показана на рис.7.
Для управления сегментными светодиодными матрицами в режиме динамической индикации в модуле установлены два регистра: DD2, DD3. Выходы одного из них (DD2) подключены к соответствующим анодам всех восьми светодиодных матриц. Информация, записанная в этот регистр, является кодовым представлением символа, отображаемого на дисплее. Выходы второго регистра (DD3) поразрядно подключены к общим катодам отдельных светодиодных матриц. Установка логического нуля в одном из разрядов этого регистра приводит к включению соответствующего знакоместа. Для передачи информации в регистры управления светодиодным индикатором используется порт микроконтроллера Р0. Запись в регистры осуществляется по разным перепадам сигнала Р2.3. Когда этот сигнал изменяет свое значение с уровня единицы в ноль, происходит сохранение информации в регистре DD2, а при обратном переходе — информация сохраняется в регистре DD3.
Ввод-вывод дискретных сигналов для сопряжения с внешними устройствами также производится через порт Р0. Для хранения уровня четырех дискретных сигналов С0..С3 служит регистр DD6, запись в который осуществляется по положительному перепаду сигнала Р2.5. Чтение входных сигналов SW0..SW3 осуществляется через магистральный формирователь DD7 при низком логическом уровне управляющего сигнала Р2.4. Информация о состоянии входных сигналов поступает в младшую тетраду порта Р0.
|
|
|
Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) модуля построен на основе регистра DD1, интегрального преобразователя DD4 и операционного усилителя DA1.2. Динамический диапазон выходного сигнала определяется уровнем опорного напряжения, источником которого является микросхема DA3 и масштабирующий усилитель DA1.3. При значении опорного напряжения +10,24В восьмиразрядный ЦАП обеспечивает минимальный шаг изменения выходного напряжения 40мВ. Выходной сигнал через инвертирующий усилитель DA1.4 поступает на внешний разъем Х3, а также на опорный вход компаратора DA4.1. Полярность выходного сигнала изменяется за счет подачи смещения на вход DA1.4 через перемычку JMP2.
19
Опорное напряжение 10,24В поступает так же на вход инвертирующего усилителя DA1.1, коэффициент передачи которого равен – 1. На его выходе формируется напряжение – 10,24В. Два противоположных по знаку напряжения подаются на потенциометр R7, с помощью которого оператор может вручную изменить напряжение, подаваемое на схему измерения, в диапазоне от – 10В до + 10В. Регулируемое напряжение или напряжение с внешнего источника (если переключатель JMP1 установлен в нижнее положение) поступает на вход повторителя DA2.1 и далее — на электронный ключ DD5.1. Коммутация ключа выполняется с помощью управляющего сигнала Р2.1 для сравнения с опорным. Для защиты элементов схемы от превышения напряжения и статического электричества входной аналоговый сигнал подается через цепочку R18,VD1.
Входной сигнал компаратора поступает на вход инвертора, выполненного на полевом транзисторе VT1, а с него — на системный разъем модуля в качестве сигнала Р2.0 и через резистор R37 — на разъем Х4 для внешнего контроля. При единичном состоянии выходного сигнала компаратора включается светодиод VL4, что свидетельствует о превышении измеряемого напряжения над опорным. Состояние сигнала Р2.0 при этом соответствует уровню логического нуля.
|
|
|
Для очистки данных в регистре DD6 по сигналу сброса микроконтроллера RST на вход R этого регистра должен быть подан уровень логического нуля. Для его формирования служит инвертор, построенный на элементах VT2,R40.
Схема расположения элементов на плате модуля приведена в приложении 1.
Порядок работы с макетом
Для проверки на лабораторном макете любой написанной программы необходимо предварительно подготовить его к работе.
1. Итак давайте подумаем, что нужно сделать на первом шаге? Правильно, необходимо к нашему макету подключить блок питания. А подключать мы его будем с помощью разъема Х3. Очень важно сориентировать подключаемый разъем относительно макета. Посмотрите на рис.8 и сделайте все так, как показано на этом рисунке. После этого у Вас потянется рука, чтобы подключить штекерную вилку к питанию 220В. Так вот этого делать не нужно.
Рис. 8. Подключение блока питания к макету ЛМ51А
2. Убедитесь, что перемычка ЕМА отсутствует. Если она все-таки присутствует, то не спешите ее снимать, просто переключите ее в левое положение. При этом микроконтроллер будет выполнять программу, записанную во внутреннюю память.
3. Теперь посмотрите на макет. Видите такую черную длинную полоску с серебристыми ножками по краям — это микроконтроллер. Чтобы записать в него программу и проверить ее работу, необходимо сделать еще несколько действий.
3.1. Извлечем микроконтроллер из панели. Рычажок, который находится в нижнем правом углу панели, необходимо поднять вверх, придерживая макет другой рукой. Делайте все так, как показано на рис.9.
Рис. 9. Изъятие микроконтроллера из панели
3.2. Если вы сделали все правильно, то микроконтроллер можно будет легко вынуть из панели. Теперь его нужно запрограммировать. Вам понадобится программатор, — это черная коробочка с панелью, похожей на ту, которая стоит на макете ЛМ51А. Берем микроконтроллер и устанавливаем его в эту панель так, как показано на рис.10.
Рис. 10. Подготовка микроконтроллера к программированию
Обратите внимание, где должен быть ключ (белый треугольник на микроконтроллере). Все сделано правильно, теперь можно приступить к программированию.
|
|
|
3.3. Для начала запустим программу ATPROG и загрузим файл с вашей написанной программой. Это можно сделать двумя способами: зайти в меню File и выбрать закладку Load Buffer (загрузить буфер) или просто нажать клавишу F3 (см. рис.11).
Рис. 11. Загрузка файла
После выполнения одного из действий откроется окно, в котором необходимо выбрать подготовленный для программирования файл в бинарном формате. Выбрали файл¾ теперь нажимаем кнопку «Открыть» (см. рис.12).
Рис. 12. Выбор файла с программой
3.4. После нажатия кнопки «Открыть» внешний вид окна программы будет выглядеть как на рис.13.
Рис. 13. Открытие буфера данных для просмотра
Сразу возникнет вопрос: «А где же программа? Почему она не загрузилась?». Программа загрузилась, для того, чтобы ее вывести на экран, необходимо нажать кнопку «Show Flash Buffer». После этого на экран выводится программный код в виде таблицы, в которой записаны числа в шестнадцатеричном формате (рис.14).
Рис. 14. Внешний вид таблицы буфера данных
3.5. Когда программа загрузилась и Вы в открытой таблице ее узнали, можно нажать на клавиатуре кнопку F5. По ее нажатию будут выполняться три действия: 1) очистка микроконтроллера от старой программы; 2) запись новой программы; 3) сравнение данных, записанных в микроконтроллер, с данными, находящимися в таблице.
О начале процесса Вы узнаете по появлению индикатора процесса очистки памяти (см. рис. 15).
Рис. 15. Начало процесса программирования
Так же эти действия можно выполнить по отдельности, просто нажав поочередно кнопки на панели инструментов: сначала — «Erase Devise» (удаление данных из микроконтроллера), после этого необходимо нажать кнопку «Program Buffer to FLASH» (выполняется запись данных в микроконтроллер), и наконец — кнопку проверки данных «Compare FLASH and Buffer». Согласитесь, что это долго и не практично, вот почему проще нажать кнопку F5 на клавиатуре, и программа сделает все сама.
4. Если запись программы прошла успешно, то надо проверить, работает ли она. Что для этого нужно сделать? Да все очень просто. Поставьте микроконтроллер в панель, находящуюся на макете ЛМ51А (рис. 16), и опустите рычажок вниз (рис. 17). После установки не спешите включать питание. Убедитесь, что микроконтроллер надежно зажат в панели. Вот только теперь наконец?то можно включить! Вставьте блок питания в розетку 220В и посмотрите, как Ваша программа замечательно работает (или не работает).
|
|
|
Рис. 16. Установка микроконтроллера в панель макета ЛМ51А
Рис. 17. Фиксация микроконтроллера в панели
|
|
|
