Ход работы. Исследование работы учебного стенда СУ-МК

Лабораторная работа №1

Исследование работы учебного стенда СУ-МК

Цель работы: Изучить состав, функциональную схему стенда, ознакомиться со структурой и принципом работы микроконтроллера, изучить порядок работы стенда.

Ход работы

1.1 Перечислите характерные черты архитектуры однокристальных микроконтроллеров.

В микропроцессорной технике выделился самостоятельный класс интегральных схем – микроконтроллеры, которые предназначены для встраивания в приборы различного назначения. От класса однокристальных микропроцессоров их отличает наличие встроенной памяти, развитые средства взаимодействия с внешними устройствами.

1.2 Какие структурные элементы входят в состав микроконтроллеров семейства MCS-51?

Микроконтроллеры семейства MCS-51 выполнены на основе высокоуровневой n-МОП технологии. Через четыре программируемых параллельных порта ввода/вывода и один последовательный порт микроконтроллеры взаимодействуют с внешними устройствами. Основу структурной схемы (Рис.1) образует внутренняя двунаправленная 8-битная шина, которая связывает между собой основные узлы и устройства микроконтроллера: резидентную память программ, резидентную память данных, арифметико-логическое устройство, блок регистров специальных функций, устройство управления, блок прерываний, таймеров, последовательного порта и порты ввода/вывода.

Рис.1 – Структурная схема микроконтроллеров семейства MCS-51

1.3 Каковы основные структурные элементы учебного стенда СУ-МК?

Учебный стенд СУ-МК состоит из следующих структурных элементов (Рис. 2).

Стенд построен на базе микроконтроллера AT89C 51 семейства MCS-51.

К микроконтроллеру подключено ОЗУ для хранения программ пользователей. Для исследования вывода дискретных сигналов используются дискретные светодиодные индикаторы ДСИ1-ДСИ10. Для исследования применения динамической семисегментной индикации используется восьмисимвольный семисегментный светодиодный индикатор ССИ. Для исследования ввода дискретных сигналов используются датчики дискретных сигналов ДД1-ДД2.

К микроконтроллеру подключен порт ввода-вывода КР580ВВ55А. К порту подключены: устройство матричной жидкокристаллической индикации МЖКИ, датчики дискретных сигналов ДД3-ДД10 и двенадцатикнопочная клавиатура Кл.

В стенде организована шина I2C, по которой к микроконтроллеру подключены: АЦП, ЦАП (цифровой резистор), и электрически стираемое ППЗУ.

Для связи с другими устройствами, например с персональным компьютером, стенд оснащен последовательным портом RS232.

Стенд оснащен разъемом подключения внешних модулей расширения. Все устройства, входящие в состав стенда, кроме ОЗУ программ пользователя, являются программно-доступными.

Для питания стенда используется внешний блок питания на 5 В.

Рис.2 – Структурная схема учебного стенда СУ-МК

1.4 Опишите органы управления лабораторного стенда.

Внешний вид передней панели стенда СУ-МК приведен на рисунке 3.

На передней панели учебного стенда СУ-МК расположены:

– дискретный светодиодный индикатор (набор из 10 светодиодов ДСИ 1... ДСИ

10) (1);

– восьмисимвольный семисегментный светодиодный индикатор ССИ(2);

– матричный жидкокристаллический индикатор МЖКИ(3);

– линейка светодиодов – индикатор аналогового сигнала на выходе ЦАП– ЛСИ(4);

– имитаторы аналогового сигнала на входах АЦП АД1...АД3 (5);

– датчики дискретных сигналов (набор из 10 переключателей ДД1...ДД2) (6);

– кнопка сброса(7);

– двенадцатикнопочная клавиатура КЛ(8)

Рис.3 – Внешний вид передней панели учебного стенда СУ-МК

Задняя панель лабораторного стенда приведена на рисунке 4.

Рис.4 – Вид задней панели учебного стенда СУ-МК

На задней панели лабораторного стенда расположены:

– разъем подключения питания (1);

– разъем RS232 для подключения стенда к персональному компьютеру (2);

– разъем расширения для подключения дополнительных внешних устройств(3)

1.5 Каков порядок работы со стендом?

Подключить стенд к персональному компьютеру. Для этого необходимо подключить прилагаемый к стенду кабель к разъему RS232 стенда и к одному из COM разъемов персонального компьютера в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 5.

Подключить с помощью адаптера к сети 220 В в соответствии со схемой рисунок 5.

Подготовить откомпилированный HEX файл с кодом пользовательской программы.

Загрузить программу управления работой стенда " Загрузчик СУ-МК" (" ПУСК" → " Программы" → " Учебный стенд СУ-МК" → " Загрузчик СУ-МК").

При необходимости, выбрать порт (СОМ1...СОМ4), к которому подключен стенд СУ-МК.

Загрузить откомпилированную программу в виде HEX или BIN файла в программу загрузчика.

Загрузить пользовательскую программу в память программ стенда при помощи программы загрузчика.

После загрузки, стенд автоматически переходит в режим выполнения пользовательской программы.

Рис.5 – Схема включения учебного стенда СУ-МК