Типовой комплект учебного оборудования Программирование микроконтроллеров, ПМ-ЛМ

Лабораторный стенд предназначен для обучения студентов различных специальностей средних специальных и высших учебных заведений, слушателей учебных центров повышения квалификации инженерно-технических работников, изучающих дисциплины по архитектуре и программированию микропроцессорных устройств и систем.

Особенности исполнения:

&ndash- лабораторный стенд предназначается для изучения микроконтроллеров семейства AVR фирмы Atmel и должен позволять исследовать микроконтроллер Atmega8535-

– стенд должен быть выполнен в виде моноблока настольного исполнения-

– должна быть предусмотрена возможность использования любых выводов портов микроконтроллера, за исключением тех, которые используются для его программирования. Выводы не должны быть жестко связаны с конкретными внешними устройствами – обучающийся должен сам выбирать, какие выводы ему использовать при выполнении поставленной задачи-

– подключение питающего напряжения должно производиться c помощью стандартного кабеля с задней стороны стенда, что уменьшает вероятность неправильного подключения-

– в состав каждого лабораторного комплекса должны входить подробные методические указания по проведению лабораторных работ с указанием кратких теоретических сведений, функциональными схемами выполняемых экспериментов, последовательностью выполнения работ-

– стенд должен быть укомплектован программным обеспечением, необходимым для работы стенда, а также электронными версиями программ, которые должны быть подробно описаны в методических указаниях.

Технические характеристики

Напряжение электропитания, В                                                               220±-10%

Частота питающего напряжения, Гц                                                        50

Количество рабочих мест                                                                          4

Габаритные размеры одного рабочего места размеры, мм не более                120х200х250

Потребляемая мощность одного рабочего места, ВА не более             5

Диапазон рабочих температур, ?С                                                            +10&hellip-+35

Влажность, %                                                                                              до 80

Масса, кг не более                                                                                       3

Состав:

1. Модуль «-Микроконтроллер»-.

2. Комплект кабелей и соединительных проводов.

3. Методические указания к проведению лабораторных работ.

4. Техническое описание стенда.

5. Программное обеспечение, необходимое для полнофункциональной работы стенда.

Краткое техническое описание элементов стенда

1. Модуль «Микроконтроллер»

Модуль предназначен для изучения программирования микроконтроллеров ATmega8535 семейства AVR, выпускаемых фирмой Atmel. Написание программы и ее компиляция выполняются на персональном компьютере с использованием ассемблера или языка высокого уровня Си. Модуль предназначен для работы с персональным компьютером в операционной системе Windows. Компьютер не входит в комплект поставки.

Программирование микроконтроллера должно осуществляться с помощью специализированной программы через USB-порт персонального компьютера. Проверка программы осуществляется непосредственно на лабораторном стенде с помощью элементов ввода/вывода, расположенных на модуле.

Модуль должен обладать следующими характеристиками:

– электропитание модуля должно осуществляться от сети переменного тока напряжением 220В-

– лицевая панель модуля должна быть выполнена из металла и покрашена полимерной порошковой краской. На лицевой панели методом шелкографии должна быть нанесена мнемосхема, поясняющая назначение элементов, вынесенных на панель-

– модуль должен содержать микроконтроллер Atmega 8535, мнемосхема которого должна быть нанесена на лицевую панель модуля. Порты ввода/вывода, за исключением выводов, используемых для программирования контроллера по интерфейсу SPI, должны быть вынесены на лицевую панель с помощью соответствующих клемм-

– модуль должен иметь встроенный программатор, позволяющий производить программирование микроконтроллера Atmega 8535 по интерфейсу USB с помощью программного обеспечения AVR Studio-

– модуль должен содержать не менее 10 источников логических сигналов – тумблеров и кнопок, выходы которых вынесены на соответствующие клеммы, расположенные на лицевой панели модуля. Данные источники должны быть защищены от непреднамеренного короткого замыкания с помощью токоограничивающего резистора. Ток короткого замыкания не должен превышать 10 мА-

– в модуль должен быть встроен источник прямоугольного периодического сигнала скважностью 50% и частотой 50 Гц, синхронизированный с питающей электрической сетью. Источник должен быть защищен от непреднамеренного короткого замыкания с помощью токоограничивающего резистора. Ток короткого замыкания не должен превышать 10 мА-

– должен быть предусмотрен по крайней мере один источник аналогового сигнала 0... 5В задания (потенциометр), выходной сигнал которого должен быть выведен на соответствующую клемму, расположенную на лицевой панели модуля. Источник должен быть защищен от непреднамеренного короткого замыкания с помощью токоограничивающего резистора. Ток короткого замыкания не должен превышать 10 мА-

– на лицевую панель модуля должны быть вынесены не менее 8 светодиодов, аноды которых через токоограничивающие резисторы должны быть выведены на соответствующие клеммы. Светодиоды предназначаются для визуального контроля включенного состояния выводов контроллера, которые подключаются к ним с помощью соединительных проводов при выполнении лабораторных работ-

– модуль должен быть оснащен четырехразрядным семисегментным индикатором, причем клеммы для подачи сигналов управления на сегменты и разряды индикатора должны быть выведены на лицевую панель. Как разряды, так и сегменты индикатора должны управляться «единицами», то есть их включение должно происходить только при подаче логического сигнала +5В-

– на лицевой панели модуля должен располагаться электродвигатель постоянного тока, подключенный к усилителю мощности. Управляющий уход усилителя мощности должен быть подключен к соответствующей клемме, расположенной на лицевой панели модуля. Электродвигатель постоянного тока должен иметь следующие характеристики: напряжение питания 5В, максимальный потребляемый ток, не более 0,25А, номинальная скорость, не более 4000 об/мин.

– модуль должен быть оборудован двумя фильтрами низких частот, которые предназначены для выделения огибающей при работе широтно-импульсной модуляции микроконтроллера. Входы и выходы фильтров должны быть подключены к соответствующим клеммам, расположенным на лицевой панели модуля-

– должна быть предусмотрена кнопка «Сброс», предназначенная для ручного сброса микроконтроллера-

– процесс программирования микроконтроллера должен индицироваться соответствующим светодиодом, расположенным на лицевой панели модуля.

2. Комплекты кабелей и соединительных проводов

В комплект поставки должен входить комплект кабелей и соединительных проводов, необходимых для подключения модуля микроконтроллера к электрической сети, персональному компьютеру, а также для сборки схем с лицевой панели модуля микроконтроллера при проведении лабораторных работ.

Количество соединительных проводов и кабелей должно быть следующим:

 количество комплектов ……………………………………………………….…………... 4-

– кабель для подключения к электрической сети ………………………… 1 шт/комплект-

– кабель для подключения модуля микроконтроллера к компьютеру …… 1 шт/комплект-

– слаботочные провода для сборки схем с лицевой панели ……………. 20 шт/комплект.

3. Методические указания к проведению лабораторных работ

Методические указания должны быть выполнены на русском языке в виде брошюры формата А5. Указания должны содержать лабораторные работы как на ассемблере микроконтроллера Atmega 8535, так и на языке высокого уровня Си. Перечень лабораторных работ должен быть следующим:

Программирование на языке СИ:

1. Знакомство с лабораторным стендом. Программирование микроконтроллера AVR на языке СИ.

2. Порты ввода/вывода.

3. Изучение 8-ми разрядных таймеров микроконтроллера AVR.

4. Управление семисегментным индикатором от микроконтроллера.

5. Внешние прерывания микроконтроллера AVR.

6. Программирование 16-разрядного таймера микроконтроллера.

7. Использование аналого-цифрового преобразователя микроконтроллера.

Программирование на ассемблере:

1. Знакомство со средой программирования и отладки микроконтроллеров AVR STUDIO

2. Порты ввода/вывода микроконтроллера Atmega8535.

3. Специальный регистр состояния SREG.

4. Стек. Реализация программной задержки.

5. Таймеры T0 и T2 в режиме подсчета временных интервалов.

6. Таймеры T0/T2. Режим широтно-импульсной модуляции.

7. 16-разрядный таймер T1. Режим подсчета временных интервалов.

8. 16-разрядный таймер T1. Режим широтно-импульсной модуляции.

9. Аналого-цифровой преобразователь микроконтроллера.

10. Динамическая индикация.

4. Техническое описание стенда

Техническое описание лабораторного стенда должно быть выполнено в виде отдельной брошюры формата А5 и должно содержать общие сведения о лабораторном стенде, техническую информацию, его состав и комплектность при поставке. В техническом описании должно быть приведено описание всех элементов, расположенных на лицевой панели модуля «Микроконтроллер».

5. Программное обеспечение

Лабораторный стенд должен комплектоваться носителем (компакт-диском), содержащим программное обеспечение и дополнительную информацию по стенду. На носителе должны содержаться:

– драйверы для персонального компьютера, необходимые для инициализации модуля «Микроконтроллер» в операционной системе Windows-

– примеры программ, приведенные и описанные в методических указаниях-

– документация к изучаемому микроконтроллеру Atmega 8535-

– программное обеспечение, необходимое для программирования микроконтроллера.