Структурная схема устройства управления

Резисторы R1-R4 ограничивают ток через контакты а диоды обеспечивают защиту от замыкания между собой сканирующих линий в случае одновременного нажатия более чем одной клавиши.

Питание контроллера осуществляется от сети переменного тока с напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Поскольку напряжение питание контроллера осуществляется постоянным током с напряжением +5 В, то ставится схема питания, которая состоит из понижающего трансформатора, выпрямителя, выполненного по схеме диодного моста и стабилизатора напряжения.

 

 

 

5 Расчет временных параметров работы схемы

Для отсчета временных интервалов, равных периоду опроса переключателей, удобно использовать модуль таймера Т0, входящий в состав микроконтроллера ATmega8.

Модуль содержит 8-разрядный таймер – счетчик, содержимое которого инкрементируется от 00H до FFH и при переполнении снова переходит в состояние 00H. Прерывание от таймера Т0 генерируется при переполнении, при этом устанавливается флажок TOV0 (разряд 0 регистра TIFR). Это прерывание можно использовать для пробуждения МК и начала нового цикла опроса переключателей.

Структурная схема таймера/счетчика Т0 показана на рисунке 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таймер/счетчика Т0 может работать в двух режимах:

• Режим таймера. В этом режиме на вход таймера/счетчика поступают импульсы тактового сигнала микроконтроллера (непосредственно или через предделитель);
• Режим счетчика событий. В этом режиме инкремент содержимого счетного регистра производится по активному фронту сигнала на входе T0 микроконтроллера.

Выбор режима работы (источника тактового сигнала), а также запуск и остановка таймера/счетчика осуществляются с помощью разрядов CS02…CS00 регистра управления таймером TCCR0.

Предделитель таймера Т0 позволяет формировать продолжительные временные интервалы (задержки). Для его программирования необходимо загрузить код начальной установки в счетный регистр таймера TCNT0 (адрес $32)и определить коэффициент деления предделителя в регистре управления TCCR0 (адрес $33). Для расчета величины временной задержки используется формула:  

Τзад = (2k –Ainu)× kдел / fCLK :  (1)

где    Ainu - код инициализации;

k – разрядность счетчика таймера;

kдел – коэффициент деления частоты;

fCLK – тактовая частота микроконтроллера;

Выразим код инициализации Ainu:

Ainu = 2k – (Τзад× fCLK  /  kдел),  (2)

Т.к. разрядность счетчика таймера Т0 8-разрядная, то 28= 256. Согласно заданию, частота  опроса переключателей f= 40 Гц, следовательно, величина временной задержки таймера

Τзад = 1/f =1 / 40 = 0,0125 (с)

Полагая что, kдел= 1024, а тактовая частота микроконтроллера fCLK= 1МГц, то по формуле (2) определяем значение кода инициализации

Ainu= 256 – (0,025*1*106 / 1024)= 256 – 24 = 232

Полученное значение переводим в шестнадцатеричный код:

232D=Е8H

Это означает, что в процессе программирования в счетный регистр TCNT0 таймера Т0 должно быть записано значение Е8H.

В регистр управления таймера Т0 TCCR0 должно быть записано слово, определяющее режим работы таймера и коэффициент предделителя его входной частоты  k дел.=1024. Код слова:

Разряды TCCR0
7	6	5	4	3	2	1	0
-	-	-	-	-	1	0	1

 

TCCR0: = 00000101D=05H

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе курсовой работы мы рассмотрели особенности и возможности микроконтроллеров AVR. Также было разработано устройство на основе микроконтроллера AVR, а именно матрицу кнопочных переключателей. Особенностью разработанного устройства является минимальное использование различных составляющих компонентов, а следовательно и низкая стоимость при значительных функциональных возможностях.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Баранов В.Н. Применение микроконтроллеров AVR: схемы, алгоритмы, программы. – М.: Издательский дом «Додэка - XXI», 2004. - 288 с.: ил. (Серия «Мировая электроника»).
2. Евстифеев А.В. Микроконтроллеры AVR семейств Tiny и Mega фирмы ATMEL. - M.: Издательский дом «Додэка - XXI», 2005. - 560 с.: ил. (Серия «Мировая электроника»);
3. Трофименко В.Н., Трофименко Е.Н. Цифровые устройства и микропроцессоры: микроконтроллеры. Учебное пособие для выполнения лабораторных работ. Часть 2. Ростов- на-Дону: РИСЮРГУЭС, 2006 -104 с.