Cvicen

1
Cvicení z NMS

1. Rozvrh cvicení
2. Prehled použitého hardware
3. Prehled úloh a nekteré podrobnosti

2

• Rozvrh cvicení

3
Rozvrh cvicení
5.10. Prehled hardware pro zadané úlohy Prehled úloh
12.10. Podrobné zadání úloh
19.10. 7.12. Konzultacní cvicení
14.12. Prezentace rešení úloh s tématy A
4
Prezentace

• Velmi strucné seznámení s rešením zadané úlohy
• použité technické prostredky (vazba mezi
  jednotlivými funkcními jednotkami, ... ),
• funkce vytvoreného SW.
• Casový rozsah cca 10 min (není závazný).

5

• Technické prostredky
• pro samostatné úlohy

6
Blokové schéma procesoru H8S/2633F
7
Funkcní bloky H8S/2633F

• Interní pameti
• SRAM 16 kB,
• Flash 128 kB.
• Periferie
• max. 10 ? paralelní porty,
• 8 vstupu pro vnejší prerušení,
• 2 ? DMA radic (DMAC),
• 1 ? prenosová jednotka (DTC),
• 5 ? sériové rozhraní (SCI),
• 6 ? 16bitová casovací a pulsní jednotka (TPU),
• 2 ? 8bitový casovac (TMR),
• generátor PWM a PPG,
• 16kanálový 10bitový AD prevodník,
• 2 kanálový DA prevodník.

8
Funkcní jednotka TPU

• TPU Timer Pulse Unit
• 6 kanálu (0, 3), (1, 2, 4, 5).
• 16bitový cítac.
• 16bitové registry capture/compare.
• Režimy cinnosti
• Cítac/casovac.
• Capture/compare.
• PWM generátor.
• Dekodér signálu polohových cidel.

9
Funkcní jednotka TPU
10
Funkcní jednotka PWM

• PWM Pulse Width Modulator
• 2 výstupy pulsu.
• Rozlišení 14 bitu.

11
Funkcní jednotka PWM
12
Funkcní jednotka PPG

• PPG Programmable Pattern Generator
• Max. 8 výstupních prubehu.
• Nastavitelný non overlapping režim.
• Lze aktivovat z TPU.

13
Funkcní jednotka PPG
14
ADC

• 10bitový prevod (cca 10 ?s).
• 16 kanálový multiplexor.
• Skenování max. 4 kanálu.
• Lze aktivivat z TPU.
• Interrupt po ukoncení prevodu A/D.

15
ADC
16
Mikrokontrolér MSP430

• 16bitové procesorové jádro RISC.
• Maximální frekvence CLK 8 MHz (instr. cykl 125
  ns ).
• Navržen pro nízký príkon (Icc lt 3 mA / 8 MHz).
• Vybavení
• 60 kB Flash, 2 kB SRAM, 256 B EEPROM,
• HW násobicka (MAC 16 ? 16 bitu).
• 2? casovac WDT,
• 2? USART,
• 8kanálový AD 12bitu, 10 µs.
• programování a ladení programu prostrednictvím
  JTAG.

17
Mikrokontrolér MSP430
18
Casovací základna MSP430
19

• Prehled úloh

20
Prehled úloh (témata A)

• Nízkopríkonové režimy mikrokontroléru Texas
  Instruments MCS430.
• Úkolem je naprogramovat úlohu, která bude
  periodicky merit napetí na vstupu A/D prevodníku
  a upravená data vysílat na sériovém rozhraní.
  Program musí být navržen tak, aby byla
  minimalizována spotreba energie.
• Rízení otácek ss. motoru potenciometrem (MCU
  H8S).
• Pomocí A/D prevodníku bude mereno natocení
  hrídele potenciometru a v závislosti na nem
  rízena rychlost otácení stejnosmerného motoru.
  Rízení bude v maximální míre využívat hardwarové
  prostredky MCU H8S.
• Rízení natocení hrídele krokového motoru (MCU
  H8S).
• Program bude snímat úhel natocení hrídele
  inkrementálního snímace polohy (jednotka TPU) a
  v závislosti na nem nastavovat úhel natocení
  hrídele krokového motoru (jednotka PPG).
• Rízení otácení krokového motoru sériovou linkou
  (MCU H8S).
• Program bude ze sériové linky prijímat povely pro
  otácení krokového motoru. Podle povelu bude
  generovat rídicí signály pro krokový motor tak,
  aby byl vykonán príslušný povel (jednotka PPG).

21
Prehled úloh (témata B)

• Práce s pametí Flash (MCU H8S)
• Úkolem je napsat program, který bude demonstrovat
  práci s paralelní pametí Flash zápis a ctení
  bloku dat, nastavení ochranných zámku, vymazání
  zvoleného bloku).
• Práce s paralelní pametí EEPROM (MCU H8S).
• Úkolem je napsat program, který bude demonstrovat
  práci s paralelní pametí EEPROM zápis a ctení
  bloku dat, nastavení ochranných zámku, vymazání
  zvoleného bloku).
• Práce s obvodem RTC (MCU H8S).
• Úkolem je napsat procedury pro demonstraci práce
  s obvodem RTC nastavení casového údaje, ctení
  casového údaje, funkce zálohované pameti SRAM.

22
Prehled úloh (témata B)

• Demonstrace cinnosti obvodu WatchDog.
• Program pro demonstraci obvodu WatchDog
  mikrokontroléru H8S. Program má umožnit nastavení
  maximální periody nulování WD, inicializaci WD a
  cinnost WD v prípade selhání kontrolovaného
  programu.
• Práce se sériovou pametí EEPROM.
• Úkolem je napsat program, který bude demonstrovat
  práci s  pametí EEPROM se sériovým rozhraním
  SPI/Microwire zápis a ctení bloku dat, nastavení
  ochranných zámku, vymazání zvoleného bloku).
• Použití radice I2C na mikrokontroléru Philips
  PCF80C552.
• Program pro komunikaci s teplotním cidlem. Cidlo
  je vybaveno rozhraním I2C, pomocí nehož jej lze
  konfigurovat a císt údaj o teplote. Je pripojeno
  k mikrokontroléru PCF80C552, který je vybaven
  specializovaným radicem pro rozhraní I2C.

23
1. Nízkopríkonové režimy mikrokontroléruTexas
Instruments MCS430
24
1. Nízkopríkonové režimy mikrokontroléruTexas
Instruments MCS430

• Timer_A a A/D prevodník používají XT1.
• CPU používá XT2 nebo DCO.
• Timer_A odmeruje periodu prevodu A/D.
• Prevodník je aktivován hardwarove signálem z
  Timeru_A.
• A/D prevodník generuje po ukoncení prevodu
  prerušení.
• Prerušení ukoncí LPM CPU.
• CPU zpracuje namerená data a vysílá je na RS232.
  Potom se prepne do Low Power Mode.

25
1. Nízkopríkonové režimy mikrokontroléruTexas
Instruments MCS430
26
2. Rízení otácek ss. motoru potenciometrem(MCU
H8S)
27
2. Rízení otácek ss. motoru potenciometrem(MCU
H8S)

• Napetí na jezdci potenciometru je mereno A/D
  prevodníkem.
• A/D prevod je periodicky spoušten signálem z TPU.
• Po dokoncení prevodu generuje A/D prevodník
  prerušení.
• CPU urcí požadovanou rychlost a smer otácení
  motoru a nastaví parametry PWM generátoru.

28
2. Rízení otácek ss. motoru potenciometrem(MCU
H8S)
29
3. Rízení natocení hrídele krokového motoru(MCU
H8S)
30
3. Rízení natocení hrídele krokového motoru(MCU
H8S)

• Signály indikující otácení osy inkrementálního
  snímace jsou hardwarove vyhodnocovány jednotkou
  TPU.
• Procesor periodicky odecítá natocení osy snímace.
• Podle natocení osy snímace a natocení osy motoru
  urcuje smer dalšího otácení a pripraví data pro
  PPG.
• PPG je synchronizována z TPU, která urcuje
  frekvenci generování rídicích pulsu pro motor.

31
3. Rízení natocení hrídele krokového motoru(MCU
H8S)
32
4. Rízení otácení krokového motoru sériovou
linkou (MCU H8S)
33
4. Rízení otácení krokového motoru sériovou
linkou (MCU H8S)

• SCI1 prijímá povely pro otácení motoru.
• Podle prijatého povelu pripraví CPU data pro PPG
  (smer otácení) a pro TPU (rychlost otácení).
• Povely
• otocení o n kroku doleva/doprava,
• nastavení rychlosti na stupen 1, 2, 3, ... ,
• plynulé otácení doleva/doprava,
• home.

34
4. Rízení otácení krokového motoru sériovou
linkou (MCU H8S)
35
Rozširující moduly Pwr_2

• CPLD XC9536,
• Výkonové budice,
• Ochranné obvody AD prevodníku,
• Vstupy pro fototranzistory,
• Rozhraní SCI1.

36
Pripojení ss motoru
37
Konfigurace Print_1
38
Pripojení krokového motoru
39
Pripojení inkrementálního snímace
40
Konfigurace SM_2