Звіт до графічно-розрахункової роботи з «Програмування мікроконтролерів систем автоматики»

Міністерство  освіти  і  науки  України

Національний  університет “Львівська  політехніка”

Кафедра КСА

[pic 1]

Звіт

до графічно-розрахункової роботи

з предмету «Програмування мікроконтролерів систем автоматики»

Варіант №4

Виконав: ст. гр.СІ-21

Прийняв: доцент

Львів  2017

Мета графічно-розрахункової роботи:

1. закріпити отримані при вивченні даного курсу знання і навики програмування мікроконтролерів AVR мовою асемблер та мовою високого рівня Сі;
2. навчитися проектувати мікроконтролерні мережі на основі інтерфейсу RS-485 та розробляти для них протоколи обміну даними;
3. отримати навики розроблення клієнтських програм під Windows для реалізації зв’язку між персональним комп’ютером та мікроконтролером згідно інтерфейсу RS-232.

Короткі теоретичні відомості

Цифровий давач температури DS18B20 вимірює температуру в діапазоні від -55 до  +125 °С, має програмовану роздільну здатність від 9 до 12 біт та дає можливість задавати верхній та нижній температурні пороги, у випадку порушення яких, виставляється прапорець аварії. Кожний термометр DS18B20 має унікальний 64-бітний  серійний номер, який використовується для його адресації на 1-Wire шині. Це дозволяє об’єднати на одній шині декілька незалежно працюючих  термометрів та здійснювати між ними та МК обмін даними по 1-Wire шині.

Особливістю цього термометра є те, що його можна заживити не тільки від джерела живлення, але і від сигнального дроту. Це так званий режим паразитного живлення. У цьому режимі для підключення давача необхідно лише 2 дроти – сигнальний та «земля».

1-Wire шина повинна бути обов’язково підтягнута до «+» живлення через резистор номіналом 4,7 КОм. Напруга живлення від 3 до 5 В.

[pic 2]

Зв’язок на 1-Wire шині реалізується на бітовому рівні. Передача кожного біту, незалежно від напряму, ініціалізується керуючим пристроєм (МК). Принцип формування усіх сигналів на 1-Wire шині однаковий. У початковому стані 1-Wire шина підтягнута через резистор до плюса напруги живлення. Керуючий пристрій (МК) садить на «землю» (лог. «0») на визначений час 1-Wire шину. Потім відпускає її (лог. «1») і, якщо потрібно, читає відповідь пристрою.

1-Wire протоколом визначені такі типи сигналів:

•  скид/присутність;
•  запис лог. «1»;
•  запис лог. «0»;
•  читання біта з пристрою.

Ініціалізація: сигнал скиду та присутності.

Усі сеанси зв’язку МК з давачем DS18B20 починаються зі сигналу скиду. МК встановлює на 480 мксек. в низький рівень (лог. «0») 1-Wire шину, а потім «відпускає» її (лог. «1»). Якщо до шини підключений давач, то він виявляє перепад рівнів і після паузи в 15-60 мксек. відповідає МК сигналом присутності – встановлює в низький рівень шину на час від 60 до 240 мксек.

[pic 3]

Запис даних на 1-Wire шині.

Обмін даними відбувається послідовно, молодшим бітом вперед. Передача чи прийом одного біта даних виконується протягом фіксованого проміжку часу (time slot). Розрізняють часові слоти запису та слоти читання. Тривалість часових слотів повинна бути > 60 мксек., а пауза між слотами > 1 мксек.

Для передачі «0» МК встановлює 1-Wire шину в нуль на час від 60 до 120 мксек, потім «відпускає» її (лог. «1») та перед записом наступного біта витримує паузу > 1мксек.

Для передачі «1» МК в встановлює 1-Wire шину в нуль на час від 1 до 15 мксек, «відпускає» шину (лог. «1») та витримує паузу, яка повинна забезпечувати тривалість часового слота > 60+1 мксек.

[pic 4]

Читання даних на 1-Wire шині.

МК встановлює 1-Wire шину в нуль на час від 1 до 15 мксек, після чого «відпускає» її, передаючи керування станом шини давачу. Якщо давач передає нуль, то він встановлює низький рівень на шині (лог. «0») до кінця часового слоту. Якщо ж він передає «1», тоді він залишає шину у «підтягнутому» до + напруги живлення стані. МК може зчитувати дані з давача через 15 мксек після початку часового слоту читання.