Стивен Барретт - Встраиваемые системы. Проектирование приложений на микроконтроллерах семейства 68HC12/HCS12 с применением языка С

11. В разделе 4.18 мы рассмотрели программный фрагмент для инициализации контроллера SCI и передачи с его помощью ASCII кодов некоторых символов. Предположите, что Вам требуется организовать связь по последовательному асинхронному интерфейсу двух МК семейства 68HC12. Нарисуйте функциональную схему соединения микроконтроллеров. Разработайте две блок-схемы алгоритмов для передающего и принимающего контроллеров. Напишите программы для обоих МК на Си.

12. В параграфе 4.24 мы обсудили способ управления исполнительным двигателем рулевого управления радиоуправляемой модели автомобиля с использованием ШИМ. Частота импульсного напряжения, прикладываемого к двигателю, составляет 50 Гц. Диапазон изменения коэффициента заполнения при полном ходе механизма рулевого управления составляет 4,5…10,0%. Разработайте блок-схему алгоритма, напишите текст программы на Си для управления рулевым механизмом. Для решения задачи предположите, что код задания угла поворота рулевого механизма в 8-разрядном формате поступает на входы порта A.

Рис. 4.120.Электрический двигатель с оптическим датчиком скорости

13. Разработайте блок схему алгоритма и напишите текст программы на Си для расчета скорости вращения двигателя (об/мин) по сигналам оптического датчика скорости. Принцип действия датчика поясняет рис. 4.120. Прозрачный пластмассовый диск закреплен на валу двигателя. Диск поделен светонепроницаемой краской на секторы. Диск помещен между излучающим светодиодом и фотоприемником. Если напротив светодиода находится черная полоса диска, то на выходе электронной схемы фотоприемника формируется логический 0. Если напротив светодиода располагается прозрачная полоса диска, то выход электронной схемы фотоприемника устанавливается в 1. В результате, когда двигатель вращается, на выходе электронной схемы формируется импульсная последовательность, частота которой прямопропорциональна скорости вращения двигателя. Для решения задачи предположите, что оптический датчик скорости формирует 200 импульсов на один оборот двигателя.

ПОСЛЕ ИЗУЧЕНИЯ ГЛАВЫ ВЫ СМОЖЕТЕ:

• Описать электрические характеристики портов ввода/вывода МК 68НС12.

• Определить требования к электрическим характеристикам периферийных компонентов для подключения их к портам ввода/вывода МК;

• Разработать схему подключения и программу для ввода в МК информации о состоянии переключателей и матричных клавиатур;

• Грамотно применить методы программной и аппаратной защиты от механического дребезга контактов;

• Выполнить подключение к МК 68HC12 устройств индикации, таких как светодиоды, светодиодные семисегментные индикаторы, жидкокристаллические цифро-буквенные и графические индикаторы. Написать программы для вывода информации на перечисленные устройства индикации;

• Разработать схему подключения и алгоритм программного обслуживания датчиков различных физических величин.

Какие устройства Вы можете подключить к выводам микроконтроллера 68HC12 напрямую, без дополнительных цепей согласования? Есть ли у Вас уверенность, что входные и выходные буферы внутри МК при этом останутся работоспособными? Ваша интуиция подсказывает, что, наверное, без дополнительных цепей согласования могут быть подключены логические ИС, выполненные по той же технологии, что и МК семейства HC12. Например, можно без опаски подключить элемент 74HC00, выполняющий функцию 2И-НЕ. А что Вы скажете о возможном числе этих элементов? Можно ли одновременно подключить 20, 30 или 50 таких элементов? А как насчет элементов другой серии? Например, можно ли подключить к выходу МК 68HC12 всего один элемент И-НЕ модели 74LS00? Основываясь на примерах предыдущей главы, Вы также должны предположить, что управление электрическим двигателем вряд ли возможно непосредственно с выходов МК. Для этого потребуются дополнительные цепи согласования и дополнительный источник электрической энергии, которая будет преобразована двигателем механическую энергию. Как определить технические требования к подобным цепям, а затем разработать их?

В этой главе мы ответим на поставленные вопросы. Мы подробно исследуем электрические характеристики выходов МК семейства 68HC12. Вы должны детально освоить этот материал, поскольку он является основой для проектирования электронных цепей сопряжения МК с различными устройствами ввода и вывода. Далее мы рассмотрим типовые способы подключения к МК наиболее часто используемых устройств ввода и вывода, научимся составлять программы для взаимодействия МК с этими устройствами. В завершении главы мы рассмотрим пример реализации на МК кодового замка. В процессе изучения мы, как и предыдущих главах, будем использовать МК семейства 68HC12, однако все рассмотренные методики полностью применимы и к МК семейства HCS12.