4.5 Жидкокристаллический модуль MT–10S1
Жидкокристаллический модуль MT–10S1 состоит из БИС контроллера управления и ЖК-панели. Контроллер управления КБ1013ВГ6, производства ОАО «АНГСТРЕМ», аналогичен HD44780 фирмы HITACHI и KS0066 фирмы SAMSUNG.
Модуль выпускается со светодиодной подсветкой. Модуль позволяет отображать 1 строку из10 символов. Символы отображаются в матрице 5х8 точек. Между символами имеются интервалы шириной в одну отображаемую точку.
Каждому отображаемому на ЖКИ символу соответствует его код в ячейке ОЗУ модуля.
Модуль содержит два вида памяти — кодов отображаемых символов и пользовательского знакогенератора, а также логику для управления ЖК-панелью.
Рисунок 4.5.1 Внешний вид жидкокристаллического модуля MT–10S1
Модуль позволяет:
-
модуль имеет программно-переключаемые две страницы встроенного знакогенератора (алфавиты: русский, украинский, белорусский, казахский и английский;);
-
Работать как по 8-ми, так и по 4-ч битной шине данных;
-
принимать команды с шины данных;
-
записывать данные в ОЗУ с шины данных;
-
читать данные из ОЗУ на шину данных;
-
читать статус состояния на шину данных;
-
выводить мигающий (или не мигающий) курсор двух типов;
-
управлять подсветкой.
4.6 Микроконтроллер ATmega128
Для управления всем устройством, обмена данными с ПК был выбран микро контроллер ATmega128 производства фирмы Atmel. Эти микро контроллеры обладают рядом преимуществ перед другими микро контроллерами и схемами на традиционных аналоговых и цифровых компонентах:
-
Высокопроизводительный, маломощный 8-разрядный AVR-микроконтроллер;
-
Развитая RISC-архитектура:
-
133 мощных инструкций, большинство из которых выполняются за один машинный цикл;
-
32 8-разр. регистров общего назначения + регистры управления встроенной периферией;
-
Полностью статическая работа;
-
Производительность до 16 млн. операций в секунду при тактовой частоте 16 МГц;
-
Встроенное умножающее устройство выполняет умножение за 2 машинных цикла;
-
Энергонезависимая память программ и данных:
-
Износостойкость 128-ми кбайт внутрисистемно перепрограммируемой флэш-памяти: 1000 циклов запись/стирание;
-
Опциональный загрузочный сектор с отдельной программируемой защитой:
-
Внутрисистемное программирование встроенной загрузочной программой;
-
Гарантированная двухоперационность: возможность чтения во время записи;
-
Износостойкость 4 кбайт ЭСППЗУ: 100000 циклов запись/стирание;
-
Встроенное статическое ОЗУ емкостью 4 кбайт;
-
Опциональная возможность адресации внешней памяти размером до 64 кбайт;
-
Программируемая защита кода программы;
-
Интерфейс SPI для внутрисистемного программирования;
-
Интерфейс JTAG (совместимость со стандартом IEEE 1149.1):
-
Граничное сканирование в соответствии со стандартом JTAG;
-
Обширная поддержка функций встроенной отладки;
-
Программирование флэш-памяти, ЭСППЗУ, бит конфигурации и защиты через интерфейс JTAG;
-
Отличительные особенности периферийных устройств:
-
Два 8-разр. таймера-счетчика с раздельными предделителями и режимами сравнения;
-
Два расширенных 16-разр. таймера-счетчика с отдельными предделителями, режимами сравнения и режимами захвата;
-
Счетчик реального времени с отдельным генератором
-
Два 8-разр. каналов ШИМ;
-
6 каналов ШИМ с программируемым разрешением от 2 до 16 разрядов;
-
Модулятор выходов сравнения;
-
8 мультиплексированных каналов 10-разрядного аналогово-цифрового преобразования:
-
8 несимметричных каналов;
-
7 дифференциальных каналов;
-
2 дифференциальных канала с выборочным усилением из 1x, 10x и 200x;
-
Двухпроводной последовательный интерфейс, ориентированный не передачу данных в байтном формате;
-
Два канала программируемых последовательных УСАПП;
-
Последовательный интерфейс SPI с поддержкой режимов ведущий/подчиненный;
-
Программируемый сторожевой таймер со встроенным генератором;
-
Встроенный аналоговый компаратор;
-
Специальные возможности микроконтроллера:
-
Сброс при подаче питания и программируемая схема сброса при снижении напряжения питания;
-
Встроенный калиброванный RC-генератор;
-
Внешние и внутренние источники прерываний;
-
Шесть режимов снижения энергопотребления: холостой ход (Idle), уменьшение шумов АЦП, экономичный (Power-save), выключение (Power-down), дежурный (Standby) и расширенный дежурный (Extended Standby);
-
Программный выбор тактовой частоты;
-
Конфигурационный бит для перевода в режим совместимости с ATmega103;
-
Общее выключение подтягивающих резисторов на всех линиях портов ввода-вывода;
-
Ввод-вывод и корпуса:
-
53 –программируемые линии ввода-вывода;
-
64-выв. корпус TQFP;
-
Рабочие напряжения 4.5 - 5.5В;
-
Градации по быстродействию 0 - 16 МГц.
Ядро AVR сочетает богатый набор инструкций с 32 универсальными рабочими регистрами. Все 32 регистра непосредственно подключены к арифметико-логическому устройству (АЛУ), который позволяет указать два различных регистра в одной инструкции и выполнить ее за один цикл. Данная архитектура обладает большей эффективностью кода за счет достижения производительности в 10 раз выше по сравнению с обычными CISC-микроконтроллерами.
ATmega128 содержит следующие элементы: 128 кбайт внутрисистемно программируемой флэш-памяти с поддержкой чтения во время записи, 4 кбайт ЭСППЗУ, 4 кбайт статического ОЗУ, 53 линии универсального ввода-вывода, 32 универсальных рабочих регистра, счетчик реального времени (RTC), четыре гибких таймера-счетчика с режимами сравнения и ШИМ, 2 УСАПП, двухпроводной последовательный интерфейс ориентированный на передачу байт, 8-канальный 10-разр. АЦП с опциональным дифференциальным входом с программируемым коэффициентом усиления, программируемый сторожевой таймер с внутренним генератором, последовательный порт SPI, испытательный интерфейс JTAG совместимый со стандартом IEEE 1149.1, который также используется для доступа к встроенной системе отладке и для программирования, а также шесть программно выбираемых режимов уменьшения мощности. Режим холостого хода (Idle) останавливает ЦПУ, но при этом поддерживая работу статического ОЗУ, таймеров-счетчиков, SPI-порта и системы прерываний. Режим выключения (Powerdown) позволяет сохранить содержимое регистров, при остановленном генераторе и выключении встроенных функций до следующего прерывания или аппаратного сброса. В экономичном режиме (Power-save) асинхронный таймер продолжает работу, позволяя пользователю сохранить функцию счета времени в то время, когда остальная часть контроллера находится в состоянии сна. Режим снижения шумов АЦП (ADC Noise Reduction) останавливает ЦПУ и все модули ввода-вывода, кроме асинхронного таймера и АЦП для минимизации импульсных шумов в процессе преобразования АЦП. В дежурном режиме (Standby) кварцевый/резонаторный генератор продолжают работу, а остальная часть микроконтроллера находится в режиме сна. Данный режим характеризуется малой потребляемой мощностью, но при этом позволяет достичь самого быстрого возврата в рабочий режим. В расширенном дежурном режиме (Extended Standby) основной генератор и асинхронный таймер продолжают работать.
Микроконтроллер производится по технологии высокоплотной энергонезависимой памяти компании Atmel. Встроенная внутрисистемно программируемая флэш-память позволяет перепрограммировать память программ непосредственно внутри системы через последовательный интерфейс SPI с помощью простого программатора или с помощью автономной программы в загрузочном секторе. Загрузочная программа может использовать любой интерфейс для загрузки прикладной программы во флэш-память. Программа в загрузочном секторе продолжает работу в процессе обновления прикладной секции флэш-памяти, тем самым поддерживая двухоперационность: чтение во время записи. За счет сочетания 8-разр. RISC ЦПУ с внутрисистемно самопрограммируемой флэш-памятью в одной микросхеме ATmega128 является мощным микроконтроллером, позволяющим достичь высокой степени гибкости и эффективной стоимости при проектировании большинства приложений встроенного управления.
ATmega128 поддерживается полным набором программных и аппаратных средств для проектирования, в т.ч.: Си-компиляторы, макроассемблеры, программные отладчики/симуляторы, внутрисистемные эмуляторы и оценочные наборы.
Рисунок 4.6.1 – Расположение выводов микроконтроллера ATmega128
|