259 matches
-
în circuit: aĂCu emulator clasic, ce înlocuiește în aplicație dispozitivul Țintă; bĂPrin port de testare și programare JTAG Emularea dispozitivelor programabile moderne s a orientat rapid către o noua direcție - utilizarea unui modul de emulare integrat prevăzut cu o interfață serială ce permite dispozitivului Țintă să se emuleze singur. Modulul de emulare un nucleu de logică de depanare de dimensiuni reduse este realizat în siliciul dispozitivului Țintă. Modulul permite dezvoltatorului de aplicații să vadă și să controleze capabilitățile interne ale dispozitivului
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
alimentate la 230V sau pentru acționarea contactoarelor din circuitele de forță. Fig. 9.7 Ieșire digitală tip releu Modulul electronic mai dispune de circuite speciale pentru excitarea traductoarelor inductive de deplasare (LVDTĂ și pentru comanda servovalvelor proporționale. Modulul de comunicație serială asigură transmisia datelor preluate de la traductori și prelucrate de către microcontroler spre un alt echipament digital, de obicei un calculator, pentru a fi stocate, prelucrate și interpretate ulterior. Comunicația se bazează pe un protocol de transfer de date l implementat în cadrul
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
tehnologia sistemelor embedded 206 care s-a făcut o adaptare de nivel cu divizor rezistiv pe linia de ieșire a acestuia spre intrarea microcontrolerului, datorită operării cu nivele logice diferite (fig. 9.8Ă. Fig. 9.8 Structura modulului de interfață serială Elementele de interfațare cu utilizatorul uman sunt reprezentate de tastatură și de afișajul cu cristale lichide. Tastatura cuprinde patru taste ce permit implementarea unui dialog eficient cu operatorul uman prin patru funcții - confirmare, infirmare, înainte și înapoi. Pentru o citire
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
a făcut folosind stații de lipire PACE și sisteme de echipare tip pick-and-place Dima FineLine. Modulul electronic complet echipat este prezentat în figurile 9.11 și 9.12. Testarea funcționării modulului universal pentru dispozitive mecatronice s-a făcut folosind comunicația serială cu un calculator uzual. În acest scop a mai fost executat un modul de comunicație care asigură legătura între interfața USB a unui PC și modulul electronic utilizat și pentru alte aplicații de comunicație serială dezvoltate de autor. Acesta este
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
s-a făcut folosind comunicația serială cu un calculator uzual. În acest scop a mai fost executat un modul de comunicație care asigură legătura între interfața USB a unui PC și modulul electronic utilizat și pentru alte aplicații de comunicație serială dezvoltate de autor. Acesta este bazat pe circuitul integrat adaptor USB serial FT232. Fig. 9.11 Vedere prototip modul de comandă a dispozitivelor mecatronice Fig. 9.12 Vedere prototip modul de comandă a dispozitivelor mecatronice, fața cu lipituri Final de
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
a dispozitivelor periferice............................... 81 4.2. Liniile digitale de I/ O............................................ .......................... 83 4.3. Module timer ............................................... ................................... 90 4.4. Convertoare AD și DA ............................................... .................... 98 4.5. Circuite de comandă a afișoarelor cu cristale lichide ................... 108 4.6. Module de comunicație serială asincronă..................................... 119 4.7. Interfața de programare și depanare în circuit .............................. 125 5. Alimentarea cu energie electrică a sistemelor embedded .................... 127 5.1. Alimentarea de la rețeaua electrică...................................... ........ 127 5.2. Alimentarea de la baterii........................................ ....................... 131 Baterii secundare ............................................... .............................. 135 5.3. Alimentarea
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
va conține în esență: o unitate centrală de prelucrare (CPUĂ, memorie RAM de date, memorie ROM de program și o serie de circuite auxiliare de intrare-ieșire utile în aplicații de comandă și control (porturi, timere, convertoare analog-digitale, unități de comunicare serială etc.Ă. aă bă că Figura 1.2. Microcontrolere uzuale de la diferiți producători: aĂIntel 8051; bĂMicrochip PIC16F8720; cĂTexas Instruments MSP430F2013 Fabricanții de circuite integrate oferă utilizatorilor familii de microcontrolere de uz general. Inginerul proiectant poate alege acel reprezentant al familiei
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
Evoluția temporală a instrucțiunilor din pipeline este evidențiată în figura 2.10. Figura 2.10 Evoluția temporală a instrucțiunilor din pipeline La fiecare ciclu de tact se execută o instrucțiune, astfel că factorul maxim de accelerare față de procesul de execuție serială a instrucțiunilor este N pentru pipeline de instrucțiuni cu N nivele. La pornirea programului, în pipeline nu se află nimic, iar prima instrucțiune este complet executată după parcurgerea tuturor etapelor din pipeline, deci după N perioade de tact. Aceasta este
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
prezentată în figura 2.27 și cuprinde aproape toate elementele realizării unui sistem de calcul complet - procesor, subsistem grafic și audio, magistrală de extensie PCI Express, elemente periferice specifice aplicațiilor embedded (timere, controller de întreruperi, ceas de timp real, interfață serială sincronă SPI, porturi de intrare-ieșire de uz generală și controller de memorie DDR2. Capitolul 2 Unitatea centrală de prelucrare a sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 48 Figura 2.27 Microarhitectura procesorului Intel ATOM ([15]Ă Se remarcă integrarea
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
caracteristicile circuitului 8051 pot fi menționate: 256 bytes memorie RAM pentru date maxim 32Kbytes ROM pentru program posibilitatea accesării memoriei externe (maxim 64KĂ 2 module timer temporizator/numărător 12 cicli de tact per instrucțiune 4 porturi pe 8 biți interfață serială full-duplex compatibilitate la nivel de instrucțiuni cu microprocesorul Intel 8085 în funcție de producător pot exista versiuni cu memorie flash Figura 2.44 Structura internă a microcontrolerului Intel 8051 Microcontrolerele 8051 permit extinderea memoriei de date și de program prin conectarea de
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
și comparare; Capitolul 2 Unitatea centrală de prelucrare a sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 67 convertoare A/D pe 12 biți și convertoare D/A pe 12 biți; port de comunicație serial sincron și I2C; port de comunicație serială asincronă USART; circuit de detecție a scăderii tensiunii de alimentare Brown-out Reset (BORĂ; comparator analogic integrat; referință de tensiune programabilă; controller pentru acces direct la memorie DMA; memorie program de 48kB, memorie de date (RAMĂ de 10kB; multiplicator hardware pe
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
a funcționării și utilizării lor este o condiție absolut necesară pentru succesul dezvoltării produsului final. Există o varietate extrem de largă de dispozitive periferice, pornind de la dispozitive discrete asociate diferitelor familii de microprocesoare, periferice devenite standard (Intel 8250 - circuit de comunicație serială, Intel 8259 controler programabil de întreruperi, sau Z80CTC circuit de temporizare și numărareă și ajungând la perifericele integrate în microcontrolerele moderne. În această lucrare, pentru toate dispozitive periferice prezentate, am exemplificat cu module integrate în microcontrolerele familiei Texas Instruments MSP430
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
și anume un modul din TimerA. Demn de menționat este faptul că, în funcție de dispozitiv, anumiți pini multiplexează funcțiunile de intrare-ieșire cu alte funcțiuni speciale, de genul intrări/ieșiri de modul timer, intrări de convertor analog-digital, intrări-ieșiri ale modulului de comunicație serială sau chiar interfața de programare și depanare JTAG. Alegerea uneia dintre funcțiuni se face prin setarea corespunzătoare a unor regiștri de configurare. Multiplexarea este cu atât mai complexă cu cât numărul de pini ai dispozitivului este mai redus (14, 20Ă
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
două tipuri de rezistor, care pot fi alese de precizie bună. Figura 4.24 Convertor DA cu rețea R-2R În cazul în care se dorește obținerea unor performanțe deosebite se poate alege soluția utilizării unui convertor DA extern, cu interfață serială (pentru minimizarea numărului de pini necesari ai microcontroleruluiă de tip SPI sau I2C, conectat conform figurii 4.25. Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 101 Figura 4.25 Conectarea la microcontrolerul MSP430 a unor
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
microcontroleruluiă de tip SPI sau I2C, conectat conform figurii 4.25. Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 101 Figura 4.25 Conectarea la microcontrolerul MSP430 a unor convertoare externe AD și DA prin interfața serială I2C Există mai multe tipuri de convertoare AD: flash, cu aproximații succesive (SAR Succesive Approximation Register Converteră, sigma-delta sau cu dublă pantă (dual-slopeă, în sistemele embedded uzuale folosindu-se mai ales SAR și sigma-delta. Celelalte tipuri se folosesc la conversia
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
de calcul sunt necesare 8 linii de date sau 4 (caz în care octetul de transmis se împarte în 2 grupuri de câte 4 biți - nibbles transmise succesivă și 3 linii de comandă. Modulele mai noi pot avea și interfață serială SPI pentru reducerea suplimentară a numărului de pini de comandă. Modulele pot avea și iluminare de fundal, realizată cu LED-uri. Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 118 Prețul acestor dispozitive este mai mare
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
limbajul C pentru controlul acestor afișoare. Afișoarele LCD grafice: se întâlnesc în orice telefon mobil modern, în configurație monocromă sau color, și permit afișarea pe ecran la nivel de pixel. Interfața de comunicație cu sistemul de calcul este de obicei serială, pentru a limita numărul de linii necesare, dar gestionarea imaginii afișate de către microcontroler este mai complexă, fiind, de exemplu, necesară generarea caracterelor pixel cu pixel. Un exemplu foarte popular de afișor grafic este cel folosit în telefoanele Nokia 3310 și
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
cu 84×48 pixeli. Ca și HD44780, cipul PCD8544 integrează toate circuitele necesare comenzii și controlului afișorului LCD grafic, lăsând în sarcina utilizatorului doar Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 119 comunicația prin interfața serială prezentă în partea inferioară a diagramei. Circuitul primește comenzi succesive pentru aprinderea sau stingerea pixelilor, iar imaginile se gestionează la nivelul sistemului de calcul ce comunică cu afișorul. Ca și pentru dispozitivele compatibile HD44780, există un număr mare de biblioteci
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
gestionează la nivelul sistemului de calcul ce comunică cu afișorul. Ca și pentru dispozitivele compatibile HD44780, există un număr mare de biblioteci de funcții în limbajul C pentru controlul afișoarelor grafice bazate pe circuitul PCD8544. 4.6. Module de comunicație serială asincronă Inteligența sporită a sistemelor de comandă și control industriale bazate pe microcontrolere avansate permite conectarea lor facilă la sistemele uzuale de calcul, de stocare și prelucrare a datelor. Comunicația între cele două parți poate fi locală, când acestea se
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
industrial, în partea dreaptă apar blocurile sistemului de monitorizare a acestuia, în general un PC pe care rulează aplicații software specifice. Figura 4.40 Structura unui sistem de acces la distanță În cazul folosirii microcontrolerelor pentru controlul proceselor industriale comunicația serială este cea mai ieftină din punct de vedere al implementării hardware și cea mai facilă din punct de vedere software, pentru că microcontrolerele moderne dispun de porturi seriale hardware integrate. Mediul fizic la comunicațiile seriale prin cablu poate fi RS422, în
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
un PC acționând ca master la un capăt al cablului și unul sau mai multe sisteme slave de control industrial la celălalt capăt al cablului. Nu se poate folosi interfața RS232 datorită limitei impuse lungimii cablului (circa 10 metriă. Comunicația serială prin cablu are avantajul costului scăzut și al simplității implementării software, dar existența cablului poate constitui un dezavantaj, în primul rând datorită limitării distanței de la care se poate face accesul (de ordinul sutelor de metriă. Utilizarea mediului Ethernet este limitată
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
TCP/IP și mai puțin sistemelor bazate pe microcontrolere la care se recomandă utilizarea unor protocoale de comunicație proprietare la nivelul legăturii de date și nivelul transport, adaptate la resursele hardware limitate. Protocolul sau standardul RS232 definește modul de transmisie serială a datelor, nivelele de tensiune, conectoarele folosite și lungimea maximă și Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 122 configurația cablurilor. Standardul RS232 permite transmisia serială a datelor, bit cu bit, în structura: cadru de
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
limitate. Protocolul sau standardul RS232 definește modul de transmisie serială a datelor, nivelele de tensiune, conectoarele folosite și lungimea maximă și Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 122 configurația cablurilor. Standardul RS232 permite transmisia serială a datelor, bit cu bit, în structura: cadru de start, cadru de date, bit de paritate, cadru de stop. Bitul de paritate poate lipsi, iar dacă este prezent, poate fi configurat ca paritate impară (oddă sau pară (evenă a biților
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
ca paritate impară (oddă sau pară (evenă a biților de date (suma lor modulo 2Ă. În mod uzual se folosesc valorile 1 bit start, un bit stop, 8 biți de date, configurându-se în funcție de aplicație paritatea. Un exemplu de transmisie serială a caracterului W este prezentat în figura 4.31. Figura 4.31. Transmisia serială a caracterului W pe 7 biți, paritate impară Standardul RS-232 definește nivelurile de tensiune care corespund nivelelor logice de unu și zero atât pentru liniile de
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
2Ă. În mod uzual se folosesc valorile 1 bit start, un bit stop, 8 biți de date, configurându-se în funcție de aplicație paritatea. Un exemplu de transmisie serială a caracterului W este prezentat în figura 4.31. Figura 4.31. Transmisia serială a caracterului W pe 7 biți, paritate impară Standardul RS-232 definește nivelurile de tensiune care corespund nivelelor logice de unu și zero atât pentru liniile de date cât și pentru liniile de control. Semnale valide sunt fie în intervalul de
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]