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

Переход от логических уровней сигналов к сигналам стандарта RS-232 может быть выполнен с использованием всего одной ИС трансивера RS-232. На рис. 5.25 приведен пример такой ИС компании MAXIM-IC. Трансивер позволяет выполнить преобразования двух сигналов с логическими уровнями TTL/CMOS к уровням сигналов интерфейса RS-232 и наоборот. Логическая 1 преобразуется этой ИС в отрицательное напряжение –10 В, логический 0 — в положительное напряжение +10 В. И при этом ИС требует всего одного источника питания для своей работы с напряжением 5,0 В ± 10%.

Рис. 5.25.Функциональная схема трансивера RS-232

Мы начали эту главу с анализа электрических характеристик входов и выходов микроконтроллеров и других ИС, выполненных по технологии HC CMOS. Это позволило нам понять, каким требованиям должны удовлетворять входные и выходные устройства, которые подключаются к выводам МК. Далее мы изучили конкретные типы устройств ввода и вывода, такие, как светодиоды, переключатели, клавиатуры, различные типы ЖК индикаторов. Мы рассмотрели особенности реальных устройств ввода/вывода: эффект дребезга механических переключателей, генерацию помех при работе электрического двигателя с силовым полупроводниковым коммутатором. Мы также показали, как преобразовать логические сигналы МК к уровням сигналов интерфейса RS-232. Все эти знания будут использованы нами далее в главе 6 в процессе изучения реальных встраиваемых систем на микроконтроллерах семейства 68HC12/HCS12.

1. Horowitz, Р., W. Hill. The Art of Electronics, 2nd ed. Cambridge, England: Саmbridge University Press, 1989.

2. Furlow, Bill. Circuit Design Idea Handbook. Boston: Cahners, 1975.

3. Sheingold, Daniel H., ed. Analog-Digital Conversion Handbook. Norwood, МА: Analog Devices, 1976.

4. «Transducers», Omega Engineering Inc., 1 Omega Drive, Stamford, СТ, 06907

5. Stout, David F., Milton Kaufman. Handbook of Operational Amplifier Circuit Design. New York: McGraw-Нill, 1976.

6. Hollander, M. А. Electrical signals and systems. New York: McGraw-Нill.

1. Что означают буквы «HC» в названии семейства микроконтроллеров 68HC12?

2. Назовите и определите физический смысл 8 электрических параметров для входов и выходов серии логических элементов. Включите в свой ответ диаграммы входных и нагрузочных характеристик.

3. Назовите 8 электрических параметров, характеризующих входы и выходы МК семейства 68HC12. Приведите диаграммы, которые связывают эти параметры.

4. Какова максимальная нагрузка по току входов и выходов МК семейства 68HC12?

5. Что произойдет с V OHи V OL, если будет превышена нагрузка по току?

6. Какие два условия должны быть выполнены, чтобы светодиод светился?

7. Почему схема сопряжения со светодиодом, представленная на рис. 5.3, не будет работать? Предложите рабочий вариант схемы при условии, что прямой ток светодиода 15 мА, а прямое падение напряжения 1,7 В?

8. Опишите два способы защиты от дребезга механических контактов.

9. Что такое выход с тремя состояниями?

10. Как работает твердотельное реле? В каких случаях его следует использовать?

1. В тексте главы были введены две виртуальные серии логических элементов (DP1 и SB2). Для этих серий были приведены электрические параметры для входов и выходов:

DP1:

V IH = 2,0 В, V IL = 0,8 В, I OH = –0,4 мА, I OL = 16 мА

V OH = 3,4 В, V OL = 0,2 В, I IH = 40 мкА, I IL = –1,6 мА

SB2:

V IH = 2,0 В, V IL = 0,8 В, I OH = –0,4 мА, I OL = 8 мА

V OH = 2,7 В, V OL = 0,4 В, I IH = 20 мкА, I IL = –0,4 мА

Определите, могут ли логические элементы серии DP1 быть подключены к элементам серии SB2? Если да, то чему равен коэффициент разветвления SB2 для DP1?

2. Можно ли подключать элементы серии DP1 к выходам МК семейства 68HC12?

3. Можно ли подключать элементы серии SB2 к выходам МК семейства 68HC12?

4. На рис. 5.5 подтягивающие резисторы подключены к напряжению питания V CC. Представьте, что схему изменили, и эти же резисторы подключили к общему выводу. Как должна измениться таблица рис. 5.5?

5. На рис. 5.5 была приведена схема подключения к МК клавиатуры из 16 клавиш. Разработайте аппаратную схему декодирования кода клавиш подобной клавиатуры. На выходе схемы должен формироваться ASCII код нажатой клавиши. МК не должен использоваться для решения поставленной задачи.

6. Опишите своими словами принцип действия схем противодребезговой защиты, приведенных на рис. 5.10.

7. Разработайте блок-схемы алгоритмов для каждой из функций программы управления ЖК дисплеем из разделов 5.6.2 и 5.6.3.