Дипломный проект - Программно-аппаратный терминал с CAN-шиной
скачать (3931.1 kb.)
Доступные файлы (45):
avr.c | |||
main.c | |||
Programmator.hex | |||
spi_init.c | |||
usart_init.c | |||
1 системотехническое проектирование.doc | 199kb. | 22.06.2011 21:36 | ![]() |
Programmator.hex | |||
Project1.bpr | |||
Project1.~bpr | |||
Project1.cpp | |||
Project1.~cpp | |||
Project1.obj | |||
Project1.res | |||
TrComPort_BCB.lib | |||
TrComPort.dll | |||
TrComPort.h | |||
Unit1.cpp | |||
Unit1.ddp | |||
Unit1.dfm | |||
Unit1.h | |||
Unit1.obj | |||
2 структурное проектирование.doc | 170kb. | 22.06.2011 21:41 | ![]() |
3 схемотехническое проектирование.doc | 1434kb. | 22.06.2011 21:53 | ![]() |
4 конструктоское проектирование.doc | 75kb. | 23.06.2011 00:03 | ![]() |
5 разработка ПО микроконтроллера.doc | 93kb. | 22.06.2011 22:05 | ![]() |
6 экономика1.docx | 98kb. | 22.06.2011 23:10 | ![]() |
7.doc | 90kb. | 22.06.2011 23:58 | ![]() |
8.doc | 99kb. | 23.06.2011 00:02 | ![]() |
(A1)ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА.vsd | |||
(A1)ПЛАКАТ.vsd | |||
(A1)ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА1.vsd | |||
(A1)СТРУКТУРНАЯ СХЕМА.vsd | |||
(A1)СХЕМА ПРОГРАММЫ.vsd | |||
(A1)СХЕМА ПРОГРАММЫ(С++).vsd | |||
ВВЕДЕНИЕ.doc | 42kb. | 17.06.2011 10:42 | ![]() |
Задание - шаблон.doc | 37kb. | 23.06.2011 00:16 | ![]() |
Заключение.doc | 32kb. | 23.06.2011 00:02 | ![]() |
ПРОЧИТАТЬ!!!!!!!!!!.txt | 1kb. | 03.07.2011 23:28 | ![]() |
Содерж.doc | 65kb. | 21.06.2011 20:48 | ![]() |
список исп. источников.doc | 34kb. | 23.06.2011 01:29 | ![]() |
текст программы2.doc | 35kb. | 20.06.2011 22:09 | ![]() |
текст программы.doc | 36kb. | 15.06.2011 11:11 | ![]() |
текст программы титульник2.doc | 100kb. | 20.06.2011 22:05 | ![]() |
текст программы титульник.doc | 100kb. | 20.06.2011 22:05 | ![]() |
Титульный лист и аннотация.docx | 31kb. | 17.06.2011 10:27 | ![]() |
2 структурное проектирование.doc

2 Структурное проектирование
На основе схемы электрической структурной при дальнейшем проектировании будет построена схема электрическая принципиальная, как детальная реализация схемы электрической структурной.
Структурная схема разрабатываемого устройства может быть представлена как совокупность функциональных блоков, соединённых между собой. Программно-аппаратный терминал с CAN-шиной предназначен для передачи информации, от компьютера по интерфейсу RS232, в память подключенного устройства по интерфейсу CAN-bus, и обратно.
Согласно техническому заданию, программно-аппаратный терминал выполнен в виде самостоятельного устройства, снабжённого микроконтроллером, осуществляющим связь между интерфейсами.
На рисунке 2.1 показана структурная схема разрабатываемого устройства.
В структуре преобразователя можно выделить следующие блоки:
микроконтроллер;
контроллер CAN-bus;
приемопередатчик CAN-bus;
подключенные устройства CAN-bus;
приемопередатчики RS232;
ПЭВМ;
блок питания +5V.

Рисунок 2.1 – Структурная схема разрабатываемого устройства
Рассмотрим каждый из структурных блоков, входящих в состав системы, отдельно. ПЭВМ, к которой подключается разрабатываемый терминал, будет осуществлять передачу информации в подключенные устройства. К подключенным устройствам терминал подключается через интерфейс CAN-bus.
Контроллер CAN-bus необходим для связи приемопередатчика CAN-bus с микроконтроллером и наоборот. Сам контроллер CAN-bus соединен с микроконтроллером посредством шины SPI.
Интерфейс SPI - синхронный последовательный интерфейс - предназначен для организации обмена между двумя устройствами, причем одно из них является инициатором обмена (master ), второе - пассивное (slave ).
Основные характеристики SPI интерфейса:
полнодуплексный 3-проводный синхронный обмен данными;
режим работы ведущий или ведомый;
обмен данными с передаваемыми первыми старшим или младшим битами;
четыре программируемые скорости обмена данными;
флаг прерывания по окончании передачи.
Структурная схема SPI интерфейса показана на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 – Структурная схема SPI интерфейса
Вывод PB1(SCK) является выходом тактового сигнала ведущего микроконтроллера и входом тактового сигнала ведомого. По записи ведущим CPU данных в SPI регистр начинает работать тактовый генератор SPI и записанные данные сдвигаются через вывод выхода PB2(MOSI) ведущего микроконтроллера на вывод входа PB2 (MOSI) ведомого микроконтроллера. После сдвига одного байта тактовый генератор SPI останавливается, устанавливая флаг окончания передачи (SPIF). Если в регистре SPCR будет установлен бит разрешения прерывания SPI (SPIE), то произойдет запрос прерывания. Вход выбора ведомого PB0(SS), для выбора индивидуального SPI устройства в качестве ведомого, устанавливается на низкий уровень. При установке высокого уровня на выводе PB0(SS) порт SPI деактивируется и вывод PB2(MOSI) может быть использован в качестве вывода входа. Режим ведущий/ведомый может быть установлен и программным способом установкой или очисткой бита MSTR в регистре управления SPI.
Два сдвиговых регистра ведущего и ведомого микроконтроллеров можно рассматривать как один разнесенный 16-разрядный циклический сдвиговый регистр. При сдвиге данных из ведущего микроконтроллера в ведомый одновременно происходит сдвиг данных из ведомого микроконтроллера в ведущий, т.е. в течение одного цикла сдвига происходит обмен данными между ведущим и ведомым микроконтроллерами.
Приемопередатчик CAN-bus необходим для преобразования последовательного потока данных от микроконтроллера в дифференциальный сигнал и наоборот. Структурная схема приемопередатчика CAN показана на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 – Структурная схема приемопередатчика CAN-bus
Приемопередатчик RS232 необходим для преобразования уровней сигнала последовательного потока данных микроконтроллера в сигнал интерфейса RS232 и наоборот.
Микроконтроллер является центральным звеном в устройстве. На него возложены задачи по реализации моста между интерфейсом CAN-bus и RS232. Микроконтроллер будет выполнять функции приема и передачи данных между двумя физическими интерфейсами, преобразуя форматы кадров и поддерживая протоколы передачи данных.
Для того чтобы минимизировать количество дополнительных элементов, нужно выбрать микроконтроллер, интегрирующий в себе как можно полнее запрашиваемые функции. Изучив номенклатуру предлагаемых микроконтроллеров, остановим свой выбор на микроконтроллере семейства AVR фирмы ATMEL.
AVR-архитектура объединяет мощный гарвардский RISC-процессор с раздельным доступом к памяти программ и данных, 32 регистра общего назначения, каждый из которых может работать как регистр-аккумулятор, и развитую систему команд фиксированной 16-бит длины. Регистровый файл также доступен как часть памяти данных. 6 из 32-х регистров могут использоваться как три 16-разрядных регистра-указателя для косвенной адресации. Большинство команд выполняются за один машинный такт с одновременным исполнением текущей и выборкой следующей команды, что обеспечивает производительность до 1 миллиона инструкций в секунду на каждый 1 МГц тактовой частоты. Встроенные аналоговый компаратор, сторожевой таймер, порты SPI и UART, таймеры/счетчики. Диапазон напряжений питания от 1,8 В до 6,0 В.
Блок питания будет обеспечивать напряжение питания +5В. Именно такое напряжение необходимо для питания большинства микросхем, используемых в данном устройстве.
Структурная схема разрабатываемого устройства изображена на чертеже БрГТУ.007817.012 Э1.










Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
БрГТУ.007817.012 ПЗ
Скачать файл (3931.1 kb.)