Установка "Микроконтроллеры и микропроцессорная техника"
Установка "Микроконтроллеры и микропроцессорная техника" предназначена для проведения лабораторно-практических работ для студентов высших, средних специальных и профессионально-технических учебных заведений с целью получения опыта и навыков программирования основных на данный момент времени микроконтроллеров.
Варианты поставки:
- исполнение настольное, МК (без ПК)
- исполнение настольное с ноутбуком, МК-Н
- исполнение настольное с компьютером, МК-К
На сегодняшний день количество различных микроконтроллеров огромно: в производстве участвуют более 40 фирм-производителей, создано более 500 различных семейств микросхем. В стенде рассмотрены 5 наиболее распространённых типов микроконтроллеров, каждый из которых обладает своими достоинствами и областью применения.
|
Изучаемый микроконтроллер |
Сложность програм-мирования |
Периферийные устройства |
Произво-дительность |
Особенности |
Область применения |
|
PIC16F877 (Microchip) |
Низкая (всего 40 ассемблерных команд) |
АЦП, таймеры, встроенная энерго-независимая память |
Низкая |
Повсеместная распространенность |
Микро-контроллер общего назначения |
|
ADuC812 (Analog Devices) |
Низкая (простая система команд MCS-51) |
АЦП, ЦАП, таймеры |
Низкая |
Точные АЦП и ЦАП |
Измерительное оборудование, метрология |
|
STM32F100 (ST) |
Средняя (ядро Cortex M3) |
Огромное количество периферии, прямой доступ к памяти |
Высокая |
Огромная номенклатура семейства, высокая производительность |
Высокопроизводительные системы с низким энергопотреблением |
|
AT91SAM7S256 (Atmel) |
Высокая (ядро ARM7) |
Огромное количество периферии, прямой доступ к памяти |
Высокая |
Двойная система команд, огромная номенклатура семейства, высокая производительность |
Высокопроизводительные системы с низким энергопотреблением |
|
ATmega32 (Atmel) |
Средняя (ядро AVR) |
большое количество периферии, встроенная энергонезависимая память |
Высокая |
Повсеместная распространенность, огромная номенклатура семейства, довольно высокая производительность |
Микро-контроллер общего назначения |
При создании стенда преследовалась цель сделать изучение микроконтроллеров как можно более наглядным и простым. Модули оснащены всей необходимой периферией для программирования и отладки целевых микроконтроллеров, подключены необходимые аналоговые сигналы и подведено питание. Соединение модулей выполняется при помощи приборных проводов, соединение модулей с компьютером осуществляется при помощи интерфейса USB, через него же осуществляется и питание.
Базовый комплект:
- Модуль «Периферийные устройства»
- Модуль "Микропроцессор PIC16F877"
- Модуль "Микропроцессор STM32F"
- Модуль "Микропроцессор MCS-51"
- Модуль "Микропроцессор AT91SAM7S256"
- Соединительные провода (20 шт.)
- Учебно-методическое пособие по лабораторному практикуму (2 комплекта)
Не обязательно заказывать все блоки микроконтроллеров. Вы можете заказать любой из них с целью изучения данного типа микроконтроллера.
Настольный вариант с компьютером, МК-К
Стол не включен в поставку.
Стендовый вариант, МК-СК
Функциональность стенда и его структура
Модуль периферийных устройств
Поскольку микроконтроллеры рассматривать в отрыве от реальных устройств управления неуместно, в состав стенда входит модуль периферийных устройств, на котором смонтированы типовые устройства, подключаемые к микроконтроллерам. При выполнении лабораторных работ преследуется цель не просто изучить работу конкретного типа микроконтроллеров, а создать макет законченного устройства, к примеру, термометра или часов. Это на порядок увеличивает полезность стенда в учебном процессе.
Модуль периферийных устройств содержит в себе:
- Жидкокристаллический четырехстрочный цифро-буквенный дисплей.
- Семисегментный четырехразрядный индикатор.
- Пьезоизлучатель.
- Модуль связи с компьютером (виртуальный COM-порт).
- 4 кнопочных выключателя.
- 4 светодиода.
- 2 потенциометра для генерации аналогового напряжения.
- Цифровой вольтметр.
- Матричная клавиатура.
- Фильтры низких частот с различными параметрами.
- Микросхемы DS1307Z (часы реального времени) и 24LC64 (EEPROM-память объемом 64 кБит), соединенные в соответствии со спецификацией интерфейса I2C.
- Микросхема Data Flash AT45DB161 (Flash c объемом 16 Мбит) с интерфейсом SPI.
- Микросхема DS18B20 с интерфейсом 1-wire.
Модуль подключается к компьютеру по интерфейсу USB, оттуда же он получает необходимое для работы питание.
Модуль «Микроконтроллер ATmega32»
Модуль содержит в себе микроконтроллер ATmega32, некоторые из портов ввода-вывода которого доступны на лицевой панели. Модуль включает в себя отладчик/программатор, который позволяет программировать и отлаживать целевой микроконтроллер через интерфейс JTAG. Модуль соединяется с ПК через интерфейс USB, разъем которого расположен на задней панели. Модуль имеет кнопку сброса целевого микроконтроллера, и светодиоды состояния отладчика. Программирование может осуществляться в средах AVR Studio и Eclipse.
Характеристики микроконтроллера:
- Высокопроизводительный RISC-процессор;
- Тактовая частота до 16 МГц;
- FLASH память программ объемом 32 Кбайт;
- 1024 байт энергонезависимой памяти EEPROM;
- 2 КБайт внутренней памяти данных SRAM;
- Внешние и внутренние источники прерываний;
- 4 раздельных порта ввода-вывода с настраиваемыми линиями;
- Аппаратные модули USART, TWI (I2C), SPI;
- 10-разрядный аналогово-цифровой преобразователь с 8-разрядным мультиплексором входных сигналов;
Питание и обмен данными осуществляется через интерфейс USB (напряжение питания не менее 5 вольт, потребляемый ток не более 450 мА).
Модуль «Микроконтроллер PIC16F877A»
Модуль содержит в себе микроконтроллер PIC16F877A фирмы Microchip, некоторые из портов ввода-вывода которого доступны на лицевой панели. Также модуль включает в себя внутрисхемный отладчик/программатор ICD2, который позволяет программировать и отлаживать целевой микроконтроллер с помощью специального ПО. Модуль соединяется с ПК при помощи интерфейса USB. Модуль также содержит кнопку сброса целевого микроконтроллера и светодиоды состояния отладчика.
Модуль также содержит кнопку сброса целевого микроконтроллера и светодиоды состояния отладчика.
Характеристики микроконтроллера:
- высокопроизводительный RISC-процессор;
- тактовая частота до 20 МГц;
- FLASH память программ до 8K x 14 слов;
- память данных (ОЗУ) до 368 x 8 байт;
- ЭСППЗУ память данных до 256 x 8 байт;
- механизм прерываний (до 14 внутренних/внешних источников прерываний);
- восьмиуровневый аппаратный стек;
- 5 раздельных портов ввода-вывода с настраиваемыми линиями.
Питание и обмен данными осуществляется через интерфейс USB (напряжение питания не менее 5 В, потребляемый ток не более 350 мА).
Модуль «Микроконтроллер ADuC812»
Модуль содержит микроконтроллер ADuC812 фирмы Analog Devices, некоторые из портов ввода-вывода которого доступны на лицевой панели. В модуле выполнена вся необходимая аналоговая обвязка, все входные и выходные аналоговые порты защищены буферными операционными усилителями Rail-To-Rail. На лицевой панели выведена кнопка PSEN, предназначенная для входа в режим программирования микроконтроллера. Загрузка программы осуществляется через виртуальный СОМ-порт. Для программирования используется среда, допускающая программирования микроконтроллеров с ядром MCS-51. Модуль имеет кнопку сброса целевого микроконтроллера и светодиоды состояния.
Характеристики микроконтроллера:
- совместимость с 8051/8052;
- тактовая частота до 12МГц;
- встроенный 8-ми канальный 12-ти разрядный АЦП с быстродействием 200Квыб/c;
- встроенный источник опорного напряжения Uоп=2.5В, 40ppm/°C ;
- два 12-ти разрядных ЦАП с Uвых, время установления 10мкс;
- флэш-память: 8Кбайт программ, 640байт данных;
- встроенное ОЗУ: 256байт данных;
- объём адресуемой внешней памяти: 16Мбайт ;
- DMA режим;
- порт последовательного ввода/вывода UART2;
- 3-х проводной порт совместимый с I2C и SPI.
Питание и обмен данными осуществляется через интерфейс USB (напряжение питания не менее 5 В, потребляемый ток не более 350 мА).
Модуль «Микроконтроллер STM32F100»
Модуль содержит в себе микроконтроллер STM32F100, некоторые из портов ввода-вывода которого доступны на лицевой панели. Также модуль включает в себя внутрисхемный отладчик/программатор, который позволяет программировать и отлаживать целевой микроконтроллер с помощью специального ПО через интерфейс SWD. Модуль соединяется с ПК через интерфейс USB. На лицевой панели находится также кнопка сброса целевого микроконтроллера и светодиоды состояния отладчика.
Характеристики микроконтроллера:
- умножение и деление за 1 такт;
- от 4 до 8 Кб ОЗУ;
- от 16 до 128 Кб флэш-памяти;
- два встроенных и откалиброванных тактовых генератора на 40 КГц и 8 МГц;
- 7-канальный DMA контроллер;
- 16-канальный 12-битный АЦП (1.2 мкс) с датчиком температуры;
- два 12–битных ЦАП;
- до 80 быстрых портов ввода – вывода;
- до 16 внешних прерываний;
- два сторожевых таймера (IWDG и WWDG);
- до 10 таймеров общего и расширенного назначений;
- до 2х I2C(SMBus/PMBus);
- до 3х USART (Lin, IrDa, modem control);
- до 2 SPI(2 Мбит/с).
Питание и обмен данными осуществляется через интерфейс USB (напряжение питания не менее 5 В, потребляемый ток не более 350 мА).
Модуль «Микроконтроллер AT91SAM7S256»
Модуль содержит в себе микроконтроллер AT91SAM7S256, некоторые из портов ввода-вывода которого доступны на лицевой панели. Модуль включает в себя внутрисхемный отладчик/программатор, который позволяет программировать и отлаживать целевой микроконтроллер через интерфейс JTAG. Модуль соединяется с ПК через интерфейс USB. Модуль имеет кнопку сброса целевого микроконтроллера, и светодиоды состояния отладчика. Также на задней панели расположен USB-разъем, соединенный с аппаратным интерфейсом микроконтроллера, что дает возможность изучать интерфейс USB. Программирование может осуществляться в средах Atollic TrueStudio и Eclipse.
Характеристики микроконтроллера:
- Ядро процессора ARM7TDMI® ARM® Thumb®;
- Внутренняя высокоскоростная флэш-память размером 256 кбайт и организацией 1024 страниц по 256 байт в каждой;
- 64 кбайт внутреннего высокоскоростного СОЗУ, однотактный доступ при максимальном быстродействии;
- Контроллер памяти (MC);
- Контроллер сброса (RSTC);
- Контроллер управления энергопотреблением (PMC);
- Усовершенствованный контроллер прерываний (AIC);
- Интервальный таймер (PIT);
- Сторожевой таймер (WDT);
- Таймер реального времени (RTT);
- Один контроллер параллельного ввода/вывода (PIOA);
- 11 канальный контроллер периферийных данных (PDC);
- Один полноскоростной контроллер USB 2.0 (12 Мбит/сек), режим устройства;
- Два универсальных синхронно-асинхронных приемопередатчиков (УСАПП);
- Последовательный периферийный интерфейс SPI с режимами ведущий/подчиненный;
- Один трехканальный 16-разр. таймер-счетчик (TC);
- Один четырехканальный 16-разр. ШИМ-контроллер (PWMC);
- Один двухпроводной интерфейс (TWI);
Питание и обмен данными осуществляется через интерфейс USB (напряжение питания не менее 5 вольт, потребляемый ток не более 450 мА).
