Реферат: Плата расширения на pic микроконтроллере для управления низкоскоростными периферийными устройствами

УДК 681.5+621.38(06) Автоматика и электроника в атомной технике

А.В. РИТТЕР

Научный руководитель – А.Ш. САРКИСОВ, к.т.н., доцент

Обнинский государственный технический университет атомной энергетики


ПЛАТА РАСШИРЕНИЯ НА PIC МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ НИЗКОСКОРОСТНЫМИ
ПЕРИФЕРИЙНЫМИ УСТРОЙСТВАМИ

В результате выполненного анализа распространенных PIC микроконтроллеров на стоимость выводов корпуса и на производительность системы, отнесенную к числу её портов ввода / вывода, был выбран микроконтроллер и на его основе разработана плата расширения с последовательным интерфейсом, предназначенная для увеличения нагрузочной способности портов контроллера и для работы с большим числом низкоскоростных периферийных устройств (ключи реле, индикаторы, датчики). Разработанная электрическая схема платы расширения позволяет расширять адресное пространство.


Цель работы – разработать структурную схему платы расширения с заданным микроконтроллером.

Порты контроллера реализованы на регистрах с параллельной загрузкой по высокому уровню сигнала LE – SL74HC573D. Высокоимпедансное состояние выходных линий регистров, устанавливается, когда OE = 0.

Максимальный нагрузочный ток регистра на один вывод 35 mA.

(1)



Рис. 1. График стоимости вывода PIC12, PIC16, PIC18

Для выбора микроконтроллера использовался параметр – стоимость микросхемы, приходящаяся на один вывод, рассчитываемый по формуле (1) (рис. 1) [1]. Контроллеры семейства PIC16 обладают меньшей стоимостью по сравнению с PIC18 и меньшим COP по сравнению с PIC12. Микроконтроллер для платы расширения – PIC16F628A.

Регистры в сравнении с микроконтроллерами обладают на один, два порядка меньшим значением COP, что и определило архитектуру платы расширения – микроконтроллер с небольшим числом выводов + регистры.

Также, микроконтроллеры с большим, чем 18-28 числом выводов, с учетом того, что производительность для PIC16-PIC18 постоянная и равна 20-40 MIPS, имеют производительность приходящуюся на один вывод корпуса обратнопропорциональную числу выводов.

В рассмотренной архитектуре эффективность устройства увеличивается при уменьшении числа выводов микроконтроллера и увеличении доли выводов регистров.




Рис. 2. Структурная схема платы расширения


На рис. 2 приведена разработанная структурная схема платы расширения. REG7, REG14 используются для управления портами ввода / вывода (P0 – P79) по шине управления (шУ). REG1, REG8 используются при чтении и записи портов ввода / вывода по шине данных (шД) [2].

Разработанная структура позволяет управлять 40 линиями ввода и 40 линиями вывода, используя 12 выводов микроконтроллера, таким образом достигается расширение адресного пространства.


Список литературы


Бальян Р.Х., Обрусник В.П. Оптимальное проектирование силовых высокочастотных ферромагнитных устройств. // Том, 1987. С.21.

Саркисов А.Ш., Воеводин И.Г. Микропроцессорные средства. //АГТУ, 2002. С.21-27.