Тестер для проверки пультов дистанционного управления RC-5

Содержание

Введение

1 Разработка и описание схемы электрической структурной

2 Разработка и описание схемы электрической функциональной

3 Описание элементной базы

а) Микроконтроллер AT90S

б) ИК приемник ILMS

в) Индикатор CA56-12SRD

4 Описание схемы электрической принципиальной

5 Временные диаграммы работы устройства

Заключение

Список использованной литературы

Приложение А

Приложение В

Введение

Компания ATMEL Corp. — один из мировых лидеров в производстве широкого спектра микросхем энергонезависимой памяти, FLASHмикроконтроллеров и микросхем программируемой логики, взяла старт по разработке RISCмикроконтроллеров в середине 90х годов, используя все свои технические решения, накопленные к этому времени.

Концепция новых скоростных микроконтроллеров была разработана группой разработчиков исследовательского центра ATMEL в Норвегии, инициалы которых затем сформировали марку AVR. Первые микроконтроллеры AVR AT90S1200 появились в середине 1997 г. и быстро снискали расположение потребителей.

AVR-архитектура, на основе которой построены микроконтроллеры семейства AT90S, объединяет мощный гарвардский RISCпроцессор с раздельным доступом к памяти программ и данных, 32 регистра общего назначения, каждый из которых может работать как регистр- аккумулятор, и развитую систему команд фиксированной 16бит длины. Большинство команд выполняются за один машинный такт с одновременным исполнением текущей и выборкой следующей команды, что обеспечивает производительность до 1 MIPS на каждый МГц тактовой частоты.

32 регистра общего назначения образуют регистровый файл быстрого доступа, где каждый регистр напрямую связан с АЛУ. За один такт из регистрового файла выбираются два операнда, выполняется операция, и результат возвращается в регистровый файл. АЛУ поддерживает арифметические и логические операции с регистрами, между регистром и константой или непосредственно с регистром.

Регистровый файл также доступен как часть памяти данных. 6 из 32х регистров могут использоваться как три 16разрядных регистра-указателя для косвенной адресации. Старшие микроконтроллеры семейства AVR имеют в составе АЛУ аппаратный умножитель.

Базовый набор команд AVR содержит 120 инструкций. Инструкции битовых операций включают инструкции установки, очистки и тестирования битов.

Все микроконтроллеры AVR имеют встроенную FLASH ROM с возможностью внутрисхемного программирования через последовательный 4-проводной интерфейс.

Периферия МК AVR включает: таймерысчётчики, широтно-импульсные модуляторы, поддержку внешних прерываний, аналоговые компараторы, 10разрядный 8-канальный АЦП, параллельные порты (от 3 до 48 линий ввода и вывода), интерфейсы UART и SPI, сторожеой таймер и устройство сброса по включению питания. Все эти качества превращают AVRмикроконтроллеры в мощный инструмент для построения современных, высокопроизводительных и экономичных контроллеров различного назначения.

В рамках единой базовой архитектуры AVRмикроконтроллеры подразделяются на три подсемейства:

Classic AVR — основная линия микроконтроллеров с производительностью отдельных модификаций до 16 MIPS, FLASH ROM программ 2–8 Кбайт, ЕEPROM данных 64–512 байт, SRAM 128–512 байт; mega AVR с производительностью 1–16 MIPS для сложных приложений, требующих большого обьёма памяти, FLASH ROM программ 4–128 Кбайт, ЕEPROM данных 64–512 байт, SRAM 2–4 Кбайт, SRAM 4 Кбайт, встроенный 10разрядный 8-канальный АЦП, аппаратный умножитель 8x8;

tiny AVR — низкостоимостные микроконтроллеры в 8-выводном исполнении имеют встроенную схему контроля напряжения питания, что позволяет обойтись без внешних супервизорных микросхем.

AVR-микроконтроллеры поддерживают спящий режим и режим микропотребления. В спящем режиме останавливается центральное процессорное ядро, в то время как регистры, таймерысчётчики, сторожевой таймер и система прерываний продолжают функционировать. В режиме микропотребления сохраняется содержимое всех регистров, останавливается тактовый генератор, запрещаются все функции микроконтроллера, пока не поступит сигнал внешнего прерывания или аппаратного сброса. Средства отладки. ATMEL предлагает программную среду AVRstudio для отладки программ в режиме симуляции на программном отладчике, а также для работы непосредственно с внутрисхемным эмулятором. AVRstudio доступен с WEBстраницы ATMEL, содержит ассемблер и предназначен для работы с эмуляторами ICEPRO и MegaICE. Ряд компаний предлагают свои версии Сикомпиляторов, ассемблеров, линковщиков и загрузчиков для работы с микроконтроллерами семейства AVR. Как и продукция MICROCHIP, микроконтроллеры ATMEL широко применяются в России и, как следствие, программируются многими отечественными программаторами. Ряд российских фирм предлагает также различные аппаратные средства отладки AVRмикроконтроллеров.

Результатом выполнения данного курсового проекта должен стать тестер для проверки пультов дистанционного управления RC5 (в дальнейшем тестер), для чего будет разработана структурная схема тестера и создано пояснение особенностей ее построения. Будет также разработана функциональная схема тестера, на которой будет уделено внимание некоторым узлам, и, наконец, построена схема электрическая принципиальная тестера с обоснованием выбора элементов.

Также будет дано описание работы схемы и приведена программа, необходимая для работы микроконтроллера.

В графической части будут представлены чертежи схемы электрической принципиальной и схемы структурной в соответствии со стандартами ЕСКД.

.

Описание схемы электрической принципиальной

На основе схемы функциональной строим схему электрическую принципиальную.

Тестер для проверки пультов дистанционного управления RC5, построен на микроконтроллере AT90S2313 фирмы Atmel [2]. Выходы портов микроконтроллера выдерживают втекающий ток до 20 мА, что позволяет напрямую подключать к ним светодиодные индикаторы. Сигнал, принятый и демодулированный ИК приемником В1, поступает на выв. 3 (PD1) микроконтроллера DD1, сконфигурированный как вход с внутренним "подтягивающим" резистором. Блокировочный конденсатор С1 должен быть расположен как можно ближе к выводам питания ИК приемника.

Светодиодный индикатор HG1 подключен к порту В (выводам 12—19) микроконтроллера DD1 согласно рекомендациям, приведенным в [3]. Резисторы R4—R11 ограничивают ток. Динамическая индикация организована путем поочередной установки уровня лог. 0 на выводах 7—9, 11 (PD3—PD6) микроконтроллера DD1, к которым подключены базовые цепи транзисторов VT1—VT4, коммутирующих аноды светодиодов индикатора.

Адрес и код команды, принятой тестером, индикатор отображает четырьмя шестнадцатеричными цифрами. Две старшие — адрес устройства, которому послана команда, две младшие — ее код. Учтите, если Ctrl=1, старшая шестнадцатеричная цифра кода команды будет выведена увеличенной на 4. Это связано с особенностями программной процедуры декодирования.

Программа начинает декодирование, обнаружив в принятом сигнале паузу длительностью более 3,5 мс, и считает первый же принятый после этого импульс стартовым. Закончив прием, подпрограмма возвращает адресную часть команды в переменной А, ее код в переменной С.

Если в течение 131 мс ни одного импульса не принято, подпрограмма завершает работу, присвоив переменным А и С значения 255.

Далее программа разделяет старшие и младшие разряды адреса и кода команды, занося их в переменные К(1)—К(4), и с помощью функции Di преобразует полученные значения в коды шестнадцатеричных цифр для отображения на семисегментном индикаторе. Светящемуся элементу со-ответствует 0 в разряде кода, погашенному — 1. Сигналы распределены по выводам микроконтроллера исходя из удобства разводки печатной платы. В цикле динамической индикации операторами Waitms заданы интервалы (в миллисекундах), в течение которых выводится каждая цифра.

Прибор можно собрать на односторонней печатной плате размерами 65x55 мм, показанной на рис. 3. Проволочные перемычки, находящиеся под индикатором HG1, монтируют первыми. При отсутствии ошибок монтажа конструкция в налаживании не нуждается.

Вместо ИК приемника ILMS5360 подойдет SFP506 или TSOP1736. Кварцевый резонатор ZQ1 — в любом конструктивном исполнении, но обязательно на частоту

10 МГц, иначе потребуется корректировка программы. Индикатор BQM326RD можно заменить CA5612SRD с цифрами большего размера или четырьмя отдельными индикаторами с общим анодом. В первом случае достаточно учесть увеличенные размеры индикатора (цоколевка совпадает), во втором — потребуется существенная корректировка печатного монтажа. В качестве стабилизатора DA1 пригоден любой с выходным напряжением 5 В. Конденсаторы С2, СЗ — керамические КМ5, оксидные С1, С4 — К5035 или импортные. Резисторы — МЛТ 0,125.

Заключение

В ходе выполнения курсового проекта была проведена разработка схемы электрической принципиальной тестера для проверки пультов дистанционного управления RC5, появлению которой предшествовала разработка схемы структурной и схемы электрической функциональной согласно техническому заданию. Так же были описаны временные диаграммы работы тестера. Применение микроконтроллера AT90S2313

позволило создать универсальное многофункциональное устройство с минимальными экономическими затратами.

Также было дано описание работы схемы и приведена программа, необходимая для работы микроконтроллера.

В графической части представлены чертежи схемы электрической принципиальной и схемы структурной в соответствии со стандартами ЕСКД.

микросхема.cdw