Аппаратно-программный комплекс измерения влажности пара

дипломная работа

3. Технологический раздел

В данном разделе описаны технологии работы с микроконтроллерами при использовании интерфейса USB, технология программирования микроконтроллеров и работа в среде MPLAB для МК PIC фирмы MicroChip.

3.1 Технология работы по интерфейсу USB

USB, сокращение от Universal Serial Bus, - универсальная последовательная шина, стандарт внешней шины, поддерживающий скорость передачи данных 12 Mbps (12 миллионов бит в секунду). К единственному порту USB можно подсоединять до 127 периферийных устройств, таких как мыши, модемы, клавиатуры. Следовательно, если на нашей материнской плате есть 8 USB портов + все слоты PCI на материнской плате будут заняты контроллерами USB с 4-мя портами каждый, то мы, теоретически, можем подключить к компьютеру до 4064 устройств. USB также поддерживает Plug-and-Play и горячую замену. Для комфортной работы с микроконтроллерами вполне достаточно спецификации USB 2.0, реализованной в 2000 году.

Так же, этот тип интерфейса имеет большой плюс для работы с микроконтроллерами: напряжение на выходе USB-порта приблизительно соответствует напряжению питания большинства микроконтроллеров ( +5 В и +5,5 В соответственно). С учетом низкого энергопотребления микроконтроллеров и возможности их работы за заниженном напряжении, USB становится отличным источником питания для самого микроконтроллера, что исключает необходимость подключения дополнительных источников питания (как, например +12 В либо +3,3 В), либо конверторов напряжения, в отличие от RS-232 или LPT (пример: микросхема MAX332, преобразующая логические уровни интерфейсов ПК в логические уровни микроконтроллера).

Высокая скорость работы и универсальность интерфейса USB делают возможным программирование практически любых микроконтроллеров посредством данного интерфейса

. К примеру, микроконтроллеры фирмы MicroChip серии PIC18Fхххх имеют поддержку интерфейса USB, что дает возможность загрузки прошивки в МК без использования специальных устройств - программаторов, которые, порой, могут представлять собой достаточно сложные технические решения, стоимость которых может превышать стоимость самого микроконтроллера. Типичным примером может стать микроконтроллер PIC18F2458, имеющий поддержку интерфейса USB для работы с этим микроконтроллером. Через интерфейс USB возможна передача данных от МК к другому МК, компьютеру, аналогично - получение данных, прошивка микроконтроллера.

В случае отсутствия прямой поддержки интерфейса USB, для работы с микроконтроллерами применяют программаторы. В качестве примера можно привести микроконтроллер ATmega328, выпускаемый компанией ATMEL. Этот МК часто применяется в частично автоматизированных системах, управляемых человеком, но рассчитанных на реакцию с окружающей средой в реальном времени и коррекцию состояния с учетом устранения ошибок человеческого контроля. Для работы с микроконтроллером ATmega328 используется интерфейс FTDI либо I2C. Проблема же заключается в отсутствии прямой поддержки данных интерфейсов персональным компьютером. Вследствие чего приходится использовать программатор, подключаемый по интерфейсу USB (либо аналогичному) к персональному компьютеру, и специальные среды разработки. Алгоритм работы подобных комплексов приблизительно следующий:

Делись добром ;)