Universitatea Politehnica Bucuresti

Facultatea Transporturi

Catedra Telecomenzi si Electronica in Transporturi

PROIECT MICROCONTROLERE

Autori: Indrumator:

Stoian Doru Stelian(8315) As.drd.ing. Niculescu

Camburu Vlad(8314) Mihai

AN UNIVERSITAR

2013-2014

2

Cuprins:

1. DescriereaProiectului 2. Proiectare Hardware 3. Schema bloc placaemisie 4. Schema bloc placareceptie 5. Circuitulimprimat 6. Schema logicasidescriereafunctionarii. 7. Listare Program 8. Bibliografie

3

1.Descriereaproiectului

Aceastalucrarefolosimdouaplaci EASY AVR 4

fiecareavandprocesorul ATmega16.

Peplaca de emisie se vaapasape un buton ,iarpeplaca de receptie se

aprindledurile de pe port-urile B C D in forma de micro.

Atuncicandapasampe alt buton se vorstingetoate led-urile.

2.Proiectarea hardware

ATmega 16

ATmega 16 este un microcontroller CMOS de 8 biti de mica

puterebazat pe arhitectura RISC AVR mbuntit. Dispune de un set de 131 de instructiuni si 32 de regitrii de uz general. Cele 32 de registre sunt direct adresabile de Unitatea Logic i Aritmetic (ALU), permind accesarea a dou registre independente ntr-o singur instruciune. Se obine, astfel, o eficien sporit n execuie (de pn la zece ori mai rapide dect microcontrorelerele convenionale CISC).

Caracteristicile principale ale acestuia sunt:

- 16KB de memorie Flash reinscriptibil pentru stocarea programelor ; - 1KB de memorie RAM ;

- 512B de memorie EEPROM ;

- dou numrtoare/temporizatoare de 8 bii ; - un numrtor/temporizator de 16 bii ; - conine un convertor analog digital de 10 bii, cu intrri multiple ;

4

- conine un comparator analogic ; - conine un modul USART pentru comunicaie serial (port serial) ; - dispune de un cronometru cu oscilator intern ;

- ofer 32 de linii I/O organizate n patru porturi (PA, PB, PC, PD). Exist o magistral general de date la care sunt conectate mai multe module:

- unitatea aritmetic i logic (ALU) ; - registrele generale ;

- memoria RAM i memoria EEPROM ; - liniile de intrare (porturile I/O Lines) i celelalte blocuri de intrare/ieire.

Aceste ultime module sunt controlate de un set special de registre, fiecare

modul avnd asociat un numr de registre specifice.

Descriereapinilor:

VCC Sursa de current

GND Masa

Port A (PA7 .. PA0)

5

Port-ul A servete drept port de intrri analogice pentru Convertorul A/D.

Port-ul A servete, de asemenea, i ca un port bidirecional I/O de 8 bii, n cazul n care

Convertorul A/D nu este folosit. Pinii de port pot fi conectai opional la VCC prin

rezistori interni, (selectai pentru fiecare bit). Buffer-ele de ieire ale Portului A au

caracteristici de amplificare .

Port B (PB7.. PB0)

Portul B este un port I/O de 8 bii bidirecional cu rezistori interni (opionali).

Buffer-ele de ieire ale Port-ului B au caracteristici de amplificare.

Port-ul B ndeplinete, de asemenea, funcii speciale ale microcontrolerului ATmega 16.

Port C (PC7PC0)

Portul C este un port I/O de 8 bii bidirecional cu rezistori interni (opionali).

Buffer-ele de ieire ale Port-ului C au caracteristici de amplificare.

Dac interfaa JTAG (de depanare) este activat, rezistorii pinilor PC5 (TDI), PC3 (TMS)

i PC2 (TCK) vor fi activai, chiar dac are loc o resetare.

Port-ul C ndeplinete, de asemenea, funcii ale interfeei JTAG i alte funcii speciale ale

ATmega 16.

Port D (PD7PD0)

Portul D este un port I/O de 8 bii bidirecional cu rezistori interni conectai opional la

VCC (selectai pentru fiecare bit). Buffer-ele de output ale Port-ului D au caracteristici de

amplificare. Port-ul D ndeplinete, de asemenea, funcii speciale ale ATmega 16.

Reset:Un nivel sczut la acest pin mai mare ca durat dect o valoare prestabilit, va

genera o iniializare.

XTAL 1: Intrare pentru amplificatorul inversor al Oscilatorului ;

XTAL 2: Ieire pentru amplificatorul inversor al Oscilatorului.

AVCC: AVCC este pin de alimentare pentru Port-ul A i Convertorului A/D. Trebuie

conectat extern la Vcc, chiar dac ADC nu este folosit. Dac ADC este folosit , ar trebui

conectat la Vcc printr-un filtru trece-jos.

AREF: AREF este pinul de referin analogic pentru Convertorul A/D.

Placa de dezvoltare Easy AVR4

6

Easy AVR4 este o placa de dezvoltare realizata de firma Mikroelectronika i permite relizarea de aplicaii de microcontrolere Atmel.

Placa dispune de urmatoarele resurse hardware:

-programator cu interfaa USB -bloc de alimentare a placii cu posibilitatea de a utiliza o sursa de tensiune externa sau

tensiunea furnizata de interfaa USB -socluri pentru conectarea microcontrolelor Atmel in capsule

DIP40,DIP28,DIP18,DIP20,DIP14 SAU DIP8

-SW pushbuton conectate la toate porturile microcontrolerului

-LED-uri conectate la toate porturile microcontrolerului

-rezistene externe de pull-up pentru fiecare pin al fiecarui port. -referina externa precisa de tensiune pentru utilizarea blocului de ADC cu aceasta facilitate

-generator de semnal da tact cu frecvena de 8 MHz -modul de afiare cu LED-uri de tip 7 segmente -interfaa seriala RS-232 -senzor de temperatura DS 1820 cu interfaa I2C -modul de afiare LCD 2X16 caractere

Schema pentru reset a microcontrolerului ATmega16:

7

8

3.Schema blocplacaemisie

FILE NAME:

BY:

DATE:

PAGE:

uC Placa transmisie.pdsprj05-Feb-14

@AUTHOR

C:\Users\BoGdaN_9\Desktop\My Documents\uC Placa transmisie.pdsprjPATH: 1 of 1

REV:@REV TIME: 21:29:40

DESIGN TITLE: uC Placa transmisie.pdsprj

PB7

PB6

PB5

PB4

PB3

PB2

PB1

PB0

PA0

PA1

PA2

PA3

PA4

PA5

PA6

PA7

PB0

PB2

PB3

PB4

PB5PB6

PB7

PB1

PA4

PA0

PA2

PA6

PA1

PA3

PA5

PA7

PB0/T0/XCK1

PB1/T12

PB2/AIN0/INT23

PB3/AIN1/OC04

PB4/SS5

PB5/MOSI6

PB6/MISO7

PB7/SCK8

RESET9

XTAL212

XTAL113

PD0/RXD14

PD1/TXD15

PD2/INT016

PD3/INT117

PD4/OC1B18

PD5/OC1A19

PD6/ICP120

PD7/OC221

PC0/SCL22

PC1/SDA23

PC2/TCK24

PC3/TMS25

PC4/TDO26

PC5/TDI27

PC6/TOSC128

PC7/TOSC229

PA7/ADC733

PA6/ADC634

PA5/ADC535

PA4/ADC436

PA3/ADC337

PA2/ADC238

PA1/ADC139

PA0/ADC040

AREF32

AVCC30

ATMEGA16

1 2

PB7

1 2

PB6

1 2

PB5

1 2

PB4

1 2

PB3

1 2

PB2

1 2

PB1

1 2

PB0

JP1JUMPER2

C7100n

12

B-P

RE

Z 2

R210k

VCC1

D+3

D-2

GND4

J3

USBCONN

C8470u

C9100n

1

3

5

7

2

4

6

8

9 10

J1

10073456-001LF

9

4.Schema bloc placareceptie

PA0

PA1

PA2

PA3

PA4

PA5

PA6

PA7

PB0

PB2PB3

PB4

PB5

PB6

PB7

PB1

PA4

PA0

PA2

PA6

PA1

PA3

PA5

PA7

PB3

PB0

PB1

PB2

PB4

PB5

PB6

PB7

PC4

PD0

PD1

PD2

PD3

PD3

PC4

PD0

PD1

PD2

PB

PC

PD

PB0/T0/XCK1

PB1/T12

PB2/AIN0/INT23

PB3/AIN1/OC04

PB4/SS5

PB5/MOSI6

PB6/MISO7

PB7/SCK8

RESET9

XTAL212

XTAL113

PD0/RXD14

PD1/TXD15

PD2/INT016

PD3/INT117

PD4/OC1B18

PD5/OC1A19

PD6/ICP120

PD7/OC221

PC0/SCL22

PC1/SDA23

PC2/TCK24

PC3/TMS25

PC4/TDO26

PC5/TDI27

PC6/TOSC128

PC7/TOSC229

PA7/ADC733

PA6/ADC634

PA5/ADC535

PA4/ADC436

PA3/ADC337

PA2/ADC238

PA1/ADC139

PA0/ADC040

AREF32

AVCC30

ATMEGA16

C7100n

12

B-P

RE

Z 2

R210k

VCC1

D+3

D-2

GND4

J3

USBCONN

C8470u

C9100n

1

3

5

7

2

4

6

8

9 10

J1

10073456-001LF

D1

MZPY3V9RL

D2

MZPY3V9RL

D3

MZPY3V9RL

D4

MZPY3V9RL

D5

MZPY3V9RL

D6

MZPY3V9RL

D7

MZPY3V9RLD8

MZPY3V9RL

D9

MZPY3V9RL

D10

MZPY3V9RL

D11

MZPY3V9RL

D12

MZPY3V9RL

D13

MZPY3V9RL

R1

10k

R3

10k

R4

10k

R5

10k

R6

10k

R7

10k

R8

10k

R9

10k

R10

10k

R11

10k

R12

10k

R13

10k

R14

10k

OFF ON 1

2

3

6

5

4

DSW1

DIPSW_3

10

5.Circuitulimprimat Cablajele P.C.B. au fostrealizate in programulProteus 8

Cablajul P.C.B.pentruplaca de emisie:

Placaemisiepcb(cum trebuiegauritaplaca)

Placa de emisie (partea de sus)

Placa de emisie (partea de jos)

11

Placaemisie 3d

Cablajul P.C.B. pentruplaca de receptie:

Placareceptiepcb(cum trebuiegauritaplaca)

12

Placa de receptie (partea de sus)

Placa de receptie (partea de jos)

13

Placa de receptie 3d

6. Schema logicasidescriereafunctionarii. Schema bloc pentruplaca de emisie

14

Schema bloc pentruplaca de receptie

7. Listare Program

Codulsursaplacaemisie .include"m16def.inc" jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset

15

jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset reset: ldi r16,high(RAMEND) out SPH,r16 ldi r16,low(RAMEND) out SPL,r16 ldi r16,0x00 ldi r17,0xff out ddra,r17 out ddrb,r16 out portb,r17 main: in r17,pinb out porta,r17 jmp main

Codulsursaplacareceptie

/* * AssemblerApplication1.asm * * Created: 07/01/2014 13:05:05 * Author: User */ /* * AssemblerApplication1.asm * * Created: 12/17/2013 3:05:52 PM * Author: User */

16

.include"m16def.inc" jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset jmp reset reset: ldi r16,high(RAMEND) out SPH,r16 ldi r16,low(RAMEND) out SPL,r16 ldi r16,0x00 ldi r17,0xff out ddrb,r17 out ddra,r16 out porta,r17

17

outddrc, r17 outddrd, r17 main: ldi r16, 0b00000000 in r17,pina mov r18,r17 andi r18,0b00000001 cp r18,r16 breqstinge mov r18,r17 andi r18,0b10000000 cp r18,r16 breqaprinde jmp main stinge: ldi r16, 0b00000000 outportb, r16 outportc, r16 outportd, r16 jmp main aprinde: ldi r16,0b11111111 out portb,r16 ldi r16,0b00010000 out portc,r16 ldi r16,0b00001111 out portd,r16 jmp main

18

8.Bibliografie Laboratoarele de Microcontrolere din cadrul UPB, facultatea de Transporturi, sectia TET (http://tet.pub.ro/mat/an3/micro/micro_lab.php) AVR Instruction Set (http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc0856.pdf) Atmega16 Datasheet (http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2466.pdf) EasyAVR4 Manual (http://www.mikroe.com/pdf/easyavr4_manual.pdf)

VII. Software utilizat Microsoft Word 2010 - http://office.microsoft.com/en-us/word/default.aspx Atmel Studio 6.1 - http://www.atmel.com/microsite/atmel_studio6/ AVRFLASH - http://www.mikroe.com/products/view/404/easyavr4/

Microsoft Paint (inclus in instalarea Windows)