Temir yo`ldagi mikroprotsessorli qurilmalar va boshqaruv tizimlari”

Laboratoriya ishini bajarish uchun ko’rsatmalar

Maxsus Proteus dasturiy ta’minoti va Arduino dastuiy muhiti bilan tanishish va o’rganish. 5.1-rasmda keltirilgan deshifrator ishlashini o’rganish. Proteus dasturiy ta’minotida 5.2-rasmni yig’ish. Dasturni yaratish va uni kontrollarga o’rnatish. Natijani oscilloscope yordamida tekshirish.

9. 
   Hisobot tarkibi
   

Topshiriqqa binoan hisbotda quyidagilar keltirilishi kerak:
1.ABCHK deshifratori ishlashi haqida qisqacha ma’lumot.
2.Topshiriqqa binoan, mikroelektron sxemani yig’ish.
3.Dasturiy ta’minotni ishlab chiqish.
4.O’rganilgan qurilmalarning ishlash algoritimlari.

PIC prosessor turidagi mikrokontrollerga dastur yozish qurilmalarini o’rganish.

1. Ishdan maqsad. PIC prosessor turidagi mikrokontrollerga dastur yozish qurilmalarini o’rganish o’tkazish
2. Umumiy ma’lumotlar.

"Mikrochip" firmasining PIC16S84 (yoki PIC16F84) – kichik o’lchamli, biroq kuchli mikrokontrollerdir (2 ilova). U aynan sekuntlar ichida uni qayta dasturlash imkonini beruvchi EEPROM yoki "FLASH" texnologiyasiga asoslangan. Uning 18 ta chiqarmalarning 13 tasidan umumiy vazifali kiritish/chiqarish razryadlari sifatida foydalanish mumkin. Qayta yozish siklining miqdori 1000 ga teng "1 bo’lganda tok 20 mA", 0 bo’lganda 5 mA gacha yetadi.

1. – rasm. PIC16F84 mikrokontrollerining soddalashtirilgan tuzilmaviy sxemasi

Berilgan mikrokontroller oddiy va qimmat bo’lmagan elektron qurilmalarni ishlab chiqishga imkon beradi, mikrokontroller o’rganuvchilar uchun juda qulay.

RA va RB chiqarmalari PORTA va PORTB ga tegishli mikrokontroller registrlari bilan bog’langan kiritish/chiqarish kontaktlari (RA4 ham ichki taymer kirish sifatida foydalanish mumkin , RBO esa uzish manbasi sifatida foydalanish mumkin).
VDD va VSS manba chiqarmalari.
16x84 seriyasi manba kuchlanishining keng diapazonida ishlaydi, biroq odatda VSS O Volt ga, VDD esa +5B ga ulangan. PIC16F84 asosiy tashlash chiqarmasi KMOP mikrokontrollari oilasiga mansub. Dasturlar uchun ichki 1Kx14 bit EEPROM ga 8 bit ma'lumotlar va 64 bayt EEPROM xotira ma'lumotlariga (2. – rasm) ega ekanligi bilan farq qiladi. Shu bilan birga, past tannarxli va yuqori ishlab chiqaruvchanligi bilan ajralib turadi. Barcha komandalar bitta so’zdan tashkil topgan va bir sikl ichida bajariladi (10 MGs da 400ns) ikki sikl (800 ns) ichida bajariladigan o’tish komandalaridan tashqari.
PIC16F84 to’rtta manbadan ishga tushuvchi uzishga va 8 pog’onali apparatli stekka ega. Periferiya 8 bitli oldindan taqsimlagich, dasturlovchi 8 bitli taymer hisoblagichni va ikki yo’nalishli kiritish chiqarishning 13 liniyasini o’z ichiga oladi. Kiritish/chiqarish liniyasining yuqori yuklama qobilyati (25 mA maksimal oqib keluvchi tok 20Ma) tashqi drayverlarni soddalashtiradi va shu bilan birga tizimning umumiy qiymati kamayadi.
PIC16F84 kontrollerlar bazasidagi ishlanmalar assembler tomonidan dasturiy simulyator, ichki sxemali simulyator (faqat Mikrochip firmasining) va dasturlagich tomonidan qo’llab quvvatlanadi.
PIC16F84 seriyasi avtomobil va elektr dvigatellarni yuqori tezlik bilan boshqarish sxemalaridan tortib iqtisodiy yiroqlashgan qabul qilgich uzatgichli jihozlar va aloqador prosessorlargacha bo’lgan keng qo’shimchalar spektri uchun to’g’ri keladi. DXQ ni mavjudligi amaliy dasturda parametrlarini moslashtirishga imkon beradi (uzatgich kodlari, dvigatel tezligi, qabul qilgich chastotasi va x.k.). Korpuslarning ichki o’lchamliligi oddiy montaj kabi yuqori montaj uchun ham mikrokontrollerning bu seriyasini portativ qo’shimchalari uchun yaroqli qilib beradi. Narxi pastligi, tejamkorligi, tezkor ishlashi foydalanishninig soddaligi va kiritish/chiqarishning moslashuvchanligi PIC16F84 ni avvalgi mikrokontrollerlar ishlatilmagan soxasida ham ishlatilishi mumkinligini bildiradi. Masalan, taymerlar (vaqt o’lchagichlar) katta tizimlarda qattiq mantig’ni almashtirish, soprosessorlar. Mikrokontrollerning taktli signalini tuzish uchun ichki generator mavjud. PIC16F84 seriyasi avtomobil va elektr dvigatellarni yuqori tezlik bilan boshqarish sxemalaridan tortib, iqtisodiy yiroqlashgan qabul qilgich uzatgichli jihozlar va aloqador prosessorlargacha bo’lgan keng qo’shimchalar spektri uchun to’gri keladi. Bundan tashqari, PIC16F84 krisstaliga biriktirilgan EEPROM dasturlash avtomati assemblerlashdan va testdan o’tkazilgandan so’ng ham, dastur va ma'lumotlarni muayyan talablarga ko’ra moslashtirishi mumkin. Bu darturlash, yakuniy testdan o’tkazilgandan so’ng kalibrlash ma'lumotlarini kritish imkonini beradi. Taktli signal periferiyali modullar ishini va mikrokontroller ko’rsatmasini bajarish uchun kerak. Mikrokontrollerning ichki mashina sikli taktli signalning 4 ta davridan tashkil topgan.
Mikrokontrollerning taktli generatori 8 ta rejimning bittasida ishlaydi. Ichki RC generatorining mikrokontroller chiqarmasi ish rejimi bilan o’zaro farq qiluvchi 2 ta rejimi mavjud (mikrokontrollerning CLKOUT chiqarmasi yoki kiritish/chiqarish universal porti kabi ishlaydi). Taktli generatorlarning ish rejimi energo mustaqil xotirada joylashgan konfiguratsiya so’zidagi bitlar bilan aniqlanadi. Konfiguratsiya bitlarini sozlash faqatgina mikrokontrollerni dasturlashda amalgam oshirish mumkin.
Taktli generatorlarning turli rejimlari generatorning turli talablari bilan mikrokontrollerning bir turini ishlatishga imkon beradi. Generatorning RC rejimi qurilmaning baxosini pasaytiradi, generatorning LP rejimi esa, kam miqdorda energiya sarflaydi. Konfiguratsiya bitlari yordamida taktli generatorniing talab qilinayotgan rejimi belgilanadi. Mikrokontrollerni oldindan aniqlangan ish parametrlari bilan boshlang’ich holatga o’tkazish uchun (sbros) tashlash rejimi mo’ljallangan. Mikrokontroller sbrosi manbasi holat bitlari yordamida identifikatsiya qilinishi mumkin. Sbros mantig’inng xusustyati qurilmaning baxosini kamaytirishga va uning ishonchliligini oshirishga yordam beradi.
Ko’p registrlar sbrosining har qanday turidan keyin o’zgarmaydi, ammo POR manbayini ulashi bilan noma'lum qiymatga ega bo’ladi.
PIC mikro mikrokontrollerlarning yuqori samaradorligi yadro arxetekturasi xisobiga erishiladi, bunday arxitektura odatda RISC mikroprosessorlarda ishlatiladi. PIC mikro mikrokontroller arxitekturasining asosiy xususiyatlari:
garvard arxitekturasi;

• 
  komandalar bitta so’zdan (bayt) iborat;
  
• 
  komandalarni konveyrli qayta ishlash;
  
• 
  komanda bir mashina siklida bajariladi;
  
• 
  katta bo’lmagan komandalar soni;
  
• 
  ma’lumotlarning faylli tuzilishi;
  
• 
  barcha buyruqlarning simmetrikligi.
  

Garvard arxitekturasida dastur xotirasi va ma’lumotlar xotirasi bo’lingan. Xotiraga murojaat qilish aloxida adreslar va ma’lumotlar shinasi orqali amalga oshiriladi, bu esa an'anaviy arxetektura bilan taqqoslaganda prosessor tezkorligini sezilarli darajada oshiradi. Yadrosi an’anaviy arxitekturaga ega bo’lgan mikrokontrollerlarda komandalar va ma’lumotlar faqat bitta shina orqali yuboriladi. Komandani tanlash uchun 8 razryadli (yoki 8 razryadga karrali) bir nechta so’rov yuborish kerak. Keyin (agar talab qilinsa) ma’lumotlar so’rovi uchun komandani bajarib, umumiy natijani saqlash kerak. An’anaviy tuzilmaga ega yadroning shinasi o’ta yuklangan bo’ladi. Yadrosi Garvard arxitekturasiga ega bo’lgan mikroprosessorlarda komanda tanlash bir siklda amalga oshiriladi (barcha komandalar 14 razryadlidir), dasturlar xotirasiga murojaat qilganda, ma’lumotlarni ham yozish, ham o’qish mumkin, chunki ma’lumotlar xotirasi mikrokontroller yadrosiga alohida shina orqali ulangan. Dastur va ma’lumot xotirasiga alohida shina orqali ulanganligi sababli, joriy komandani bajarish bilan birga komandalarni konveyrli qayta ishlashda tashkil qilish va navbatdagi komandani tanlashni amalga oshirish mumkin. Markaziy prosessor qurilmasi dastur xotirasida joylashgan komandani ditektorlash va mikrokontroller ishini boshqarish uchun mo’ljallangan. Mikrokontroller komandalarining aksariyati ma’lumotlarni xotira yacheykasiga murojaat qiladi. Ma’lumotlar xotirasi bilan ishlash uchun mantig’iy - arifmetik qurilma (MAQ) talab qilinadi. MAQ mantig’iy arifmetik amallarni bajaradi va holat belgilarini boshqaradi (holat belgilari STATUS registrida joylashgan). Bir qancha komandalarni bajarish holat bitini olingan natijasiga bog’liq ravishda o’zgarishga olib keladi.