Structura hardware si principiul de lucru al subansamblelor

In acest capitol va fi prezentat proiectul la nivel electric si anume ce piese au fost folosite, caracteristicile acestora si rolul pe care il au in sistemul functional.

Structura hardware si principiul de lucru al subansamblelor

Microcontrolerul Atmel AT89S8252

Microcontrolerul AT89S8252 este un microcontroler creat de firma Atmel, in tehnologie CMOS pe 8 biti, cu consum redus si compatibil cu standardul industrial 80C51. Executand instructiuni puternice intr-un ciclu masina, AT89S8252 executa aproape 100,000 de instructiuni pe secunda, ceea ce permite proiectantului de sistem reducerea consumului de putere toate aceste neafectand viteza de procesare.

Trasaturile microcontrolerului AT89S8252: memorie Flash de 8k bytes programabila in sistem, memorie EEPROM de 2K bytes, memorie RAM de 256 octeti, 32 linii de iesire/intrare, temporizator/numarator flexibil si cu mod comparator, surse de intreruperi interne si externe, port programabil UART serial, temporizator Watchdog programabil cu oscilator intern, un port serial SPI pentru descarcarea memoriei Flash si doua moduri selectabile de reducere a consumului de energie. Modul 'inactiv' procesorul se opreste in timp ce memoria RAM, temporizatorii/numaratorii, portul SPI si intreruperile de sistem continua sa functioneze. Modul 'power-down' salveaza continutul registrilor dar se opreste oscilatorul, si se opresc toate celelalte functii din chip pana la urmatorea intrerupere externa sau un Reset hardware. Combinand CPU-ul de 8 biti cu memoria Flash, microcontrolerul AT89S8252     este un microcontroler puternic care cu proprietatile flexibile si costuri reduse ofera o solutie ideala pentru majoritatea aplicatiilor.

1.1 Caracteristici principale

- Compatibil cu produsele MCS-51^TM

- Memorie nevolatila de date

- Marimea memoriei Flash 8K octeti programabila in sistem

- Suporta 1,000 cicli de stergere/scriere

- 256*8 biti de memorie RAM interna

- 2K octeti de memorie EEPROM

- Suporta 100,000 cicli de stergere/scriere

- Protectie programabila pe 8 biti a memoriei de date Flash si EEPROM

- Trasaturile perifericelor

- Comparator analogic on-chip

- Temporizator Watchdog programabil cu oscilator incorporat in chip

- Interfata seriala SPI pentru programarea in sistem

- Port serial UART full duplex

- Trasaturi speciale ale microcontrolerului

- Cunsum redus in caz de inactivitate precum si power-down de economisire a energiei

- Surse de intrerupere externa si interna

- Tehnologie CMOS - consum redus, viteza mare

- Mod de operatie complet statica

- Intrari/Iesiri si Capsula

- 32 linii de intrare/iesire programabile

- PDIP de 32 pini

- PLCC de 44 pini

- PQFT/TQFT de 44 pini

- Tensini de operare

- 4.0 - 6.0V    

- Viteza de operare

- 0 - 24 MHz

- Valori absolute de functionare

- temperaturi de functionare : (-55^o C) - (+125^o C )

- tensiune maxima de operare :    6.6V

- curent maxim : 15mA

1.2 Descrierea pinilor

- VCC Pin de alimentare pozitiva

- GND Pin de alimentare masa

- Portul 0 (P0.7.P0.0) Portul 0 este un port I/O bi-directional pe 8 biti. Buff-erele de iesire pot furniza curentul necesar pentru a ataca maxim 8 intrari TTL. La iesirile terminalelor se poate configura o agatare (legare software la plusul sursei de alimentare) folosind rezistoarele interne (selectabil pentru fiecare pin in parte). P0.0 si P0.1 de asemenea servesc ca si intrare pozitive (AD0) si intrare negativa (AD1), respectiv, ca si comparator analogic in chip. Portul 0 la iesire ofera un curent de 20 mA asftel poate fi legat direct la un afisor LED. Dupa un Reset pinii portului 0 vor fi configurati in stare de inalta impedanta chiar daca semnalul de ceas nu este activ.

- Portul 1 (P1.7.P1.0), la fel ca si Portul 0, este un port de I/O bi-directional pe 8 biti cu posibilitate de "agatare". Buff-erele de iesire pot furniza curentul necesar pentru a ataca maxim 4 intrari TTL. Atunci cand se scriu primele instructiuni pe portul 1 el este setat 'high' de agatarile interne si astfel poate fi folosit ca intrare. Liniile Portului 1 puse extern la masa vor inchide circuitul realizat prin agatarile interne. De asemenea Portul 1 poate fi configurat dupa cum este aratat in tabelul urmator     :

- Portul 2 (P2.7.P2.0) este un port de I/O bi-directional pe 8 biti cu posibilitate de "agatare". Buff-erele de iesire pot furniza curentul necesar pentru a ataca maxim 4 intrari TTL Atunci cand se scriu primele instructiuni pe portul 1 el este setat 'high' de agatarile     interne si astfel poate fi folosit ca intrare. Liniile Portului 2 puse extern la masa vor inchide circuitul realizat prin agatarile interne.

- Portul 3 (P7.P0) este un port de I/O bi-directional pe 8 biti cu posibilitate de "agatare". Buff-erele de iesire pot furniza curentul necesar pentru a ataca maxim 4 intrari TTL Atunci cand se scriu primele instructiuni pe portul 1 el este setat 'high' de agatarile    interne si astfel poate fi folosit ca intrare. Liniile Portului 3 puse extern la masa vor inchide circuitul realizat prin agatarile interne. Portul 3 mai deserveste si ca functii speciale ale lui AT89S8252 cum este aratat in tabelul urmator :

- RST(Pin-ul de RESET). Daca se aplica un semnale HIGH pe acest pin timp de 2 cicli masina in timp ce oscilatorul functioneaza, aparatul se reseteaza.

- ALE/PROG(Address Latch Enable) este un puls de iesire care ajuta la legarea byte-ului LOW ce apartine adresei in timpul accesarii cu memoria externa. Acest pin de asemenea este pulsul de intrare la programarea Flash-ului. In timpul operatiilor normale ALE este emis cu o frecventa constanta egala cu 1/6 din frecventa osciloscopului si poate fi folosit pentru timing-ul extern sau petru clock-are.

- PSEN(Program Store Enable) este semnalul strobe de citire in memoria program externa. Cand AT89S8252 executa cod din memoria program externa, PSEN este activat de 2 ori la fiecare 2 cicli masina, cu exceptia ca 2 activari PSEN sunt sarite in timpul fiecarui acces in memoria externa de date.

- EA/VPP(External Access Enable). EA trebuie bine conectat la masa(GND) pentru ca acesta sa poata prelua cod din memoria program externa in locatii incepand cu 0000H pana la FFFFH.

NOTA : daca bit-ul legat 1 este programat, EA va fi conectat intern pe RST.

- XTAL1. Intrare invertata pe un oscilator amplificat si intrare in circuitul de semnal de ceas.

- XTAL2. Iesire invertata de la un amplificator oscilator.

1.3 Diagrama bloc a microcontrolerului AT89S8252

2 Circuitul de interfatare 74HCT245 pentru portul paralel

Circuitul 74HCT245 este un transmitator/receptor de mare viteza, produs de firma Philips, in trei stari, bidirectional proiectat pentru o comunicatie bidirectionala asincrona intre magistralele de date. Aceste circuite au curenti la iesire foarte mari ceea ce permite o viteza de lucru foarte mare si capacitati mari pentru magistralele de date. Ele au un consum redus de curent ca toate circuitele bazate pe tehnologia CMOS cu viteze si porturi comparabile cu circuitele LSTTL.

2.1 Caracteristici principale

- intrari buffer-ate

- ietiri in 3 stari

- posibilitate de adresare la magistrala de date

- intarzierea tipica de propagare (de la A la B sau de la B la A)

- 9ns la V_cc=5V

- C_L=15F

- T_A=25^oC

- temperatura de functionare

- de la -55^o la 125^oC

- o echilibrare intre intarzierea de propagare si timpii de tranzitie

- o reducere semnificativa la consumul de curent fata de circuitele LSTTL

- tensiuni de functionare

- de la 4.5V pana la 5.5V

2.2 Descrierea pinilor

2.3 Schema logica

3 Circuitul de interfatare MAX232 pentru portul serial

Circuitul MAX232 este un circuit dual driver/receptor ce include un generator de voltaje capacitive pentru a furniza nivelele de voltaj ale standardului EIA-232 folosind curent doar de la o singura sursa de alimentare de 5V. Fiecare receptor converteste intrarile EIA-232 in nivele TTL/CMOS de 5V. Acesti receptori au un prag tipic de 1.3V si un hysterezis tipic de 0.5 V si pot accepta intrari de 30V. Fiecare driver converteste intrarile de nivel TTL/CMOS in nivele EIA-232.

1 Caracteristici principale

- opereaza cu o singura sursa de alimentare de 5V

- doi driveri si doi receptori

- functioneaza cu un curent tipic de 8mA

- aplicatii unde poate fi folosit

- sisteme cu baterii

- terminale

- modemuri

- computere

2 Schema electrica

4 Tranzistorul digital BCR562

Este un tranzistor pnp digital bazat pe silicon. El are incorporat in el doua rezistente pentru polarizare cu o valoare de 4.7 K.

5 Afisorul digital PS2002LRU-LSO-H-P2

Specificatii generale :

- matrice de puncte cu afisare de 20x02 caractere

- SNT LCD pe verde

- LCD transreflectiv

- 8 biti de date de intrare in mod paralel

- cu backlight folosind un LED

5.1 Trasaturi mecanice :

- dimensiune : 146 mm (lungime), 43 mm (latime), 14.2 mm (inaltime)

- aria de vizualizare : 123mm * 23 mm

- aria activa : 118.84 mm * 18.97 mm

- marimea punctului : 0.92mm * 0.98 mm

- dot pitch : 1.16 mm * 0.98 mm

- marimea caracterului : 4.84 mm * 9.22 mm

5.2 Descrierea pinilor :

5.3 Setul de instructiuni :