Р.А. ПАНАСЕНКО, А.И. МАКСИМКИН Научный руководитель – Т.М. ХАЛФИН, старший преподаватель «МИКРОПРОЦЕССОРЫ»

Р.А. ПАНАСЕНКО, А.И. МАКСИМКИН
Научный руководитель – Т.М. ХАЛФИН, старший преподаватель
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
УЧЕБНЫЙ ЛАБОРАТОРНЫЙ СТЕНД
«МИКРОПРОЦЕССОРЫ»
Учебный лабораторный стенд «микропроцессорная техника» предназначен для
ознакомления с основами микропроцессорной техники на базе микроконтроллера
фирмы Atmel ATmega 168. На лабораторном стенде также находятся все необходимые элементы и схемы для изучения основных периферийных устройств. В
комплекте с лабораторным стендом также идут программное обеспечение и внутрисхемный эмулятор.
В современном мире уже сложно представить себе информационноизмерительную систему без микроконтроллеров, особенно если устройство надо сделать компактным, а процесс измерения, управления или обработки и хранения данных необходимо автоматизировать. Повсеместное
использование микроконтроллеров влечет за собой необходимость создание новых учебных лабораторных средств с использованием современной
элементной базы для обучения в средних специальных и высших учебных
заведениях.
В качестве изучаемого микроконтроллера выбран микроконтроллер
фирмы Atmel ATmega 168, который является наиболее недорогим и самым популярным микроконтроллером на рынке электронных компонентов. Для работы с микроконтроллером выбран ATAVRDRAGON – внутрисхемный параллельный эмулятор-программатор для AVR микроконтроллеров фирмы ATMEL, основными преимуществами которого является низкая цена, большая популярность на рынке отладочных средств
и наличие внутрисхемного эмулятора. Для написания и отладки кода используется отладочная среда фирмы Atmel AVR Studio. Питание
ATAVRDRAGON осуществляется через USB интерфейс, что позволяет
обеспечить питание целевой схемы без подключения дополнительного
источника питания.
На плате помимо самого микроконтроллера расположены периферийные устройства для изучения наиболее распространенных и востребованных схем на микроконтроллерах.
Лабораторный стенд выполнен на одной плате спроектированной так,
что ее можно смонтировать на стандартной макетной плате, подключаемой к лабораторной станции NI ELVIS II (Educational Laboratory Virtual
Instrumentation Suite, учебная лабораторная станция виртуальных приборов). Боковые штыревые разъёмы, на которых крепится лабораторный
стенд, выведены все линии микроконтроллера, а использование NI ELVIS
II открывает широкие возможности в изучение принципов работы
устройств на микроконтроллерах, позволяет анализировать выходные
сигналы с микроконтроллера и генерировать входные сигналы.
Для изучения основ работы портов ввода-вывода на плате находятся
четыре тактовые клавиши, подключенные к микроконтроллеру. К клавишам подведены светодиодные индикаторы, обозначающие нажатое состояние клавиш. Несколько линий с микроконтроллера выведены на светодиодные шкалы, чтобы пользователь на первых ступенях обучения смог
«помигать» светодиодом.
Пользователь сможет изучить работу встроенного АЦП микроконтроллера с помощью расположенного на плате переменного резистора.
Переменный резистор выбран с линейной характеристикой.
Изучение последовательного интерфейса SPI, наиболее популярного
интерфейса для последовательного обмена данными между микросхемами, проводится как на сдвиговых регистрах, так и на схеме энергозависимой памяти EEPROM. Изучение последовательного интерфейса I2C проводится как визуально на сегментных индикаторах, так и на схеме энергозависимой памяти EEPROM.
Для работы со средствами индикации выбран знакосинтезирующий
жидкокристаллический дисплей с рабочим полем 16х2 символа со встроенным контроллером KS0066 и с типовым 14-пиновым интерфейсом.
При работе с интерфейсом USB или RS-232 предусмотрено переключение схем питания. Питание платы может осуществляться как от питания
USB, так и от внешнего источника питания.
Выбранная элементная база является наиболее популярной и часто
встречается в простых устройствах на микроконтроллерах. Лабораторный
стенд укомплектован всеми необходимыми средствами и библиотеками
для работы с периферией.
Список литературы
1. Трэвис Д.., LabVIEW для всех - ДМК Пресс, Москва, 2011, 904 с.
2. Суранов А.Я., LabVIEW 8.20, Справочник по функциям - ДМК Пресс, Москва,
2007, 536 с.
3. А.С. Бессонов, В.В. Мошкин, В.К. Батоврин. LabVIEW: практикум по электронике
и микропроцессорной технике издательство "ДМК" • 2005 г. - 182 с.