Тема. Програмування послідовного порту.

ЗМІСТ

Вступ.................................................................................................................... 4

Перелік практичних занять

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №7 Програмування послідовного порту............ 5

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 8 Програмування паралельного порту ПЕОМ...... 20

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 9 Програмування послідовного

інтерфейсу CAN............................................................................................... 42

Список літератури............................................................................................. 63

 

ВСТУП

Метою вивчення дисципліни «Мікропроцесорні пристрої» є ознайомлення з основними типами мікропроцесорних систем (МПС) та мікро-ЕОМ, їх архітектурою, складом і характеристиками та навчання студентів принципів побудови, функціонування та проектування апаратних і програмних засобів мікропроцесорних систем і мікро-ЕОМ, а також способам їх зв’язку з периферійними пристроями.

У методичних вказівках розглядаються питання програмування послідовного порту, паралельного порту ПЕОМ, послідовного інтерфейсу CAN.

В кожної роботи приведено приклад виконання и варіанти завдань для виконання роботи.

На лабораторній роботи студент повинен ознайомитися з теоретичними відомостями з теми, що розглядають, розібрати принцип дії запропонованого прикладу програмного рішення, виконати роботу згідно з робочим завданням, оформити звіт з роботи, дати відповіді на контрольні запитання для самоперевірки.

Захист лабораторної роботи проводять згідно із завданням викладача. Обов’язковою умовою захисту роботи є виконання студентом індивідуального завдання та наявність звіту з роботи.

ПЕРЕЛІК ПРАКТИЧНИХ ЗАНЯТЬ

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №7

Тема. Програмування послідовного порту.

Мета: Навчитися здійснювати передачу даних по інтерфейсу RS232 між персональним комп'ютером і навчальним стендом на однокристальної ЕОМ (ОЕОМ) КР1816ВЕ31

Приклад виконання

Реалізувати збір даних за допомогою АЦП, передати данні за допомогою послідовного інтерфейсу. Регулювати швидкість обертання приводу використовуючи отриманні данні. Пуск двигуна здійснювати шляхом натискання кнопки SW1, зупину – SW2.

 

Завдання до теми

Варіанти завдань наведено в табл. 7.4. Номер варіанта видає викладач.

 

Таблиця 7.4 – Варіанти завдань для виконання лабораторної роботи

№	Текст індивідуального завдання
	Реалізувати систему, яка проводить зчитування 4-х натискань клавіш і передає отриманні данні по послідовному інтерфейсу, плата приймач повинна відображати отриманні данні на статичному індикаторі (чотиризначне число). (швидкість передачі 1200)
	Реалізувати систему, яка проводить зчитування числа набраного на клавіатурі (значення не більше 255) і передає по послідовному інтерфейсу. Отриманні данні використовуються в якості керуючого впливу для регулювання швидкості обертання вентилятора. (швидкість передачі 9600)
	Реалізувати систему, яка зчитує данні з АЦП, і передає по послідовному інтерфейсу. При досягненні заданого значення ввімкнути вентилятор.
	Реалізувати систему передачі даних зчитаних з АЦП, передати по послідовному інтерфейсу, вивести отриманні данні на РК-дисплеї. (швидкість передачі 2400)
Продовження таблиці 7.4
	Реалізувати процедуру зчитування даних з АЦП, передачу даних по послідовному інтерфейсу. З отриманих п’яти вибірок даних вивести на РК-дисплей значення обране шляхом медіанної фільтрації. (швидкість передачі 4800)
	Реалізувати систему зчитування двох двозначних чисел з клавіатури та передачу їх по послідовному інтерфейсу. Отриманні данні додати, та вивести на РК-дисплеї вираз у вигляді "Х+У=Z". (швидкість передачі 1200)
	Реалізувати систему яка порівнює данні отримані від ПК, номер натиснутої клавіші (можна емулювати шляхом передачі даних за допомогою відповідного програмного забезпечення), з номером клавіші на клавіатурі стенду. Якщо їх значення збігаються, вивести певне повідомлення на статичний індикатор. (швидкість передачі 9600)

Хід роботи

1. Вивчити методи послідовної передачі даних між периферійними пристроями.

2. Розробити алгоритм і програму для виконання індивідуального завдання до початку лабораторного заняття.

3. Ввести програму індивідуального завдання на персональному комп'ютері.

4. Завантажити програму в стенд ОЕОМ. Переконатися в правильному виконанні індивідуального завдання, при негативному результаті здійснити зміну алгоритму або програми и повторити завантаження програми в стенд ОЕОМ.

Зміст звіту

1. Назва, тема і мета лабораторної роботи.

2. Завдання на лабораторну роботу.

3. Опис виконання роботи.

4. Лістинг програми.

1. Висновки по роботі.

Контрольні питання

1. Призначення і сфера застосування передачі даних по послідовному інтерфейсу.

2. Фізична характеристика сигналів в інтерфейсі RS232.

3. Часові параметри, визначення швидкості обміну інтерфейсу RS232.

4. Протокол обміну інтерфейсу RS232.

5. Синхронні і асинхронні канали послідовної передачі даних.

6. Регістри що використовуються при ініціалізації послідовного порту ОЕОМ.

7. Адресація послідовних портів ПЕОМ.

8. Функції BIOS для інтерфейсу RS232.

Література: [1, с. 48–76; 2, с. 134–155].

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 8

Приклад виконання

Приклад програмування в середовищі LabView для виведення «біжучого рядка» на екран дисплея. Розроблено програму в пакеті LabView і має вигляд, показаний на рис. 8.5.

Рисунок 8.5 –Загальний вигляд програми в LabView

Набираємо рядок з символами в робочому вікні (рис. 8.6), яку необхідно вивести на дисплей. Перший крок зовнішнього циклу - зчитування ASCII-код з кожного символу (рис. 8.7). За цим ASCII-коду знаходимо відповідний рядок в масиві байтів графічного зображення символів. У рядку бачимо значення в 16-річної системі числення, занесені до 6 осередків (6-а осередок заповнена нулями, щоб відокремити символи один від одного). Наприклад, введемо Н (російський алфавіт) з ASCII-кодом 141 (рис. 8.8).

Рисунок 8.6 – Лицьова панель в LabView

 

 

Рисунок 8.7 – Формування символа

 

Рисунок 8.8 – Рядок з масиву байтів графічного зображення для Н

 

Рисунок 8.9 – Розмір символу в пікселях

Усі символи мають розмір 8х6 пікселів. Потік даних надходить на цикл формування масиву пікселів. Тепер масив нулів та одиниць символу буде виглядати наступним чином (рис. 8.10):

Поток данных поступает на цикл формирования массива пикселей. Теперь массив нулей и единиц символа будет выглядеть следующим образом (рис. 8.10):

Рисунок 8.10 - Формування масиву пікселів символу

 

Щоб цей символ «перевернути», потік даних йде на елемент транспонування. На виході виходить наступний вид масиву (рис. 8.11):

Рисунок 8.11 – Зображення символу після транспонування

Внутрішній цикл повторюється N раз (де N - кількість символів, записаних в робоче вікно). Масиви пікселів кожного символу шикуються один за іншим в елементі послідовної записи (рис. 8.7).

Після того, як всі символи будуть прочитані, програма очікує натискання кнопки START (рис. 8.12). Після натиснення START програма переходить на внутрішній цикл (рис. 8.13).

 

Рисунок 8.12 - Очікування натискання кнопки START

Рисунок 8.13 – Перехід на внутрішній цикл

Перший етап внутрішнього циклу - побудова рядки з 96 нульових стовпців до і після введених символів (рис. 8.14).

На другому етапі, масив даних транспонується, формуються числа з послідовності 1 і 0, і накопичуються на елементі формування масиву (рис. 8.15).

 

Рисунок 8.14 – Формування порожній області

Рисунок 8.15 – Другий етап внутрішнього циклу

На останньому етапі роботи (рис. 8.16) відбувається настройка адреси колонки та адреси видимого стовпця.

Рисунок 8.16 – Завдання адреси колонки та сторінки

Після цього з елемента формування масиву подається масив даних, який надходить послідовно на LTP-порт. Надалі на РК-дисплеї можна спостерігати «біжучий рядок» (рис. 8.17)

Рисунок 8.17 – Зображення «біжучего рядка» на РК-дисплеї

Розглянемо процедури, які наведені на рис. 2,16. Блок ініціалізації (рис. 8.18) встановлює попередню підготовку ЖК-дисплея до роботи.

Рисунок 8.18 – Блок ініціалізації

Блок складається з 10 блоків, що сприймають команди (рис. 8.19).

Рисунок 8.19 – Внутрішня структура блоку ініціазаціі

Блок 1 - установка виведення інформації на LPT-порт;

Блок 2 - установка початку видимої області дисплея з 0-рядка;

Блок 3 - установка кольору тексту (чорні);

Блок 4 - ЖК-Bias = 1/5

Блок 5 - ніякі дані не надходять на вихід;

Блок 6 - регульоване напруга;

Блок 7 - середній контраст;

Блок 8 - тестування дисплея відключено;

Блок 9 - один дисплей;

Блок 10 - фон дисплея - світлий

Через вихід datа на блок надходить інформація. В залежності від того, який рівень задається на першому вихіду, блок буде сприймати інформацію, що надходить як дані (рис. 8.20) або як команду (рис. 8.21)

Рисунок 8.20 – Запис в контролер ЖК-даних (8 біт)

а) внутрішня структура, б) зовнішній вигляд

Рисунок 8.21 – Передача в контролер ЖК-команди (8 біт)

а) внутрішня структура, б) зовнішній вигляд

Наступна процедура (рис. 8.22) записує ціле знакова 16-бітове число в зазначений порт з 16-розрядною адресою.

На перший висновок подається адреса порту, на другий - значення.

Рисунок 8.22 – Запис у порт за адресою "адреса" слова даних "запис значення"

Завдання до теми

Варіанти завдань наведено у табл. 8.3. В якості повідомлення використати власні данні – прізвище, група; швидкість руху рядка обрати самостійно. Номер варіанта видає викладач

 

Таблиця 8.3. – Варіанти завдань для виконання лабораторної роботи

	Вивести повідомлення в "біжучому рядку" по горизонталі
	Вивести статичну картинку або повідомлення
	Вивести повідомлення в "біжучому рядку" по вертікалі
	Реалізувати мігтіння повідомлення
	Вивести повідомлення в "біжучому рядку" по горизонталі. Швидкість переміщення рухомого рядка повільно змінюється
	Реализовать слайд-шоу из нескольких картинок
	Реалізувати мігтіння повідомлення. Частота мигання повільно змінюється

.

 

 

Хід роботи

1. Вивчити основи передачі даних по паралельному порту ПЕОМ та роботи з РК дисплеєм Е0855-2

2. Розробити програму для виконання індивідуального завдання и ввести розроблену програму на персональному комп'ютері.

3. Провести налагодження програми и переконатися в правильному виконанні індивідуального завдання

Зміст звіту

1. Назва, тема і мета лабораторної роботи.

2. Завдання на лабораторну роботу.

3. Опис виконання роботи.

4. Лістинг програми.

1. Висновки по роботі.

 

Контрольні питання

1. Призначення і сфера застосування передачі даних по паралельному інтерфейсу.

2. Настройка LPT-порту.

3. Призначення ліній LPT-порту.

4. Фізична характеристика сигналів в паралельному інтерфейсі.

5. Несправності та тестування LPT-порту.

6. Функції BIOS для LPT-порту.

Література: [1, с. 18–45; 3, с. 64–76].

 

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 9

Завдання до теми

Варіанти завдань наведено в табл. 9.2. Номер варіанта видає викладач.

Таблиця 9.2 – Варіанти завдань для виконання лабораторної роботи

	Написати програму, яка за натисканням кнопки SW1 вмикає АЦП і передає отриманні данні з вузла А до вузла В шини CAN
	Написати програму, яка передає з вузла А до вузла В шини CAN порогове значеня напруги на вході АЦП при перевищенні котрого вмикається світлодіод D1
	Написати програму, яка передає з вузла А до вузла В шини CAN порогове значеня напруги на вході АЦП при перевищенні котрого з цифрової лінії DIO3 будуть надходити імпульси з частотою 50 Гц і шпаруватістю 50%
Продовження таблици 9.2
	Написати програму, яка за натисканням кнопки SW1 вмикає АЦП і передає отриманні данні з вузла А до вузла В шини CAN, а також вмикає на цифровії лінії DIO3 імпульси з частотою 100 Гц і шпаруватістю 75%
	Написати програму, яка підраховує кількість натискань кнопки SW1 і передає його з вузла А до вузла В шини CAN, кількість натискань відображається на світло діоді D1
	Написати програму, яка за натисканням кнопки SW1 вмикає АЦП і передає отриманні данні з вузла А до вузла В шини CAN
	Написати програму, яка оцифровує напругу на змінному резисторі R1 передає отримані цифрові відліки з вузла А до вузла В шини CAN, при цьому на світлодіод D1 видаються ШІМ - імпульси з скважностіью, пропорційної напрузі на змінному резисторі R1 (яскравість світлодіода змінюється змінним резистором)
	Написати програму, яка підраховує кількість натискань кнопки SW1 і передає його з вузла А до вузла В шини CAN, кількість натискань змінює яскравість світіння світлодіода (використовувати ШІМ-регулювання)

Хід роботи

4. Вивчити основи програмування послідовного інтерфейсу CAN.

5. Розробити програму для виконання індивідуального завдання до початок лабораторного заняття

6. Ввести розроблену програму на персональному комп'ютері.

7. Провести налагодження програми и переконатися в правильному виконанні індивідуального завдання

Хід роботи

1. Вивчити основи передачі даних по послідовному інтерфейсу CAN та роботи з модулем Infineon TWINCAN.

2. Розробити програму для виконання індивідуального завдання и ввести розроблену програму на персональному комп'ютері.

3. Провести налагодження програми и переконатися в правильному виконанні індивідуального завдання.

Зміст звіту

1. Назва, тема і мета лабораторної роботи.
2. Завдання на лабораторну роботу.
3. Опис виконання роботи.
4. Лістинг програми.
5. Висновки по роботі.

Контрольні питання

1. Призначення і сфера застосування передачі даних по інтерфейсу CAN.

2. Електричні параметри CAN-протоколу.

3. Реалізація протоколу на апаратному рівні.

4. Експлуатаційні характеристики CAN-інтерфейсу.

5. Система виявлення та перевірки несправностей в протоколі CAN.

6. Локалізація несправностей в протоколі CAN.

7. Використання пріоритету при передачі даних в протоколі CAN.

 

Література: [4, c. 61-644, 5, с. 94–102; 6, с. 127–153, 7, с. 56 – 187].

 

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Гук М. Интерфейсы ПК: справочник. – СПб: ЗАО "Питер", 2002. – 528 с.: ил.

2. Григорьев В.Л._Программирование однокристальных микропроцессоров. – М.: Энергоматиздат, 1987. – 288 с.: ил.

3. Лапин А.А. Интерфейсы. Выбор и реализация. – М.: Техносфера, 2005. – 168с.

4. Агуров П.В. Последовательные интерфейсы ПК. Практика программирования. – СПб.: БХВ - Петербург, 2004. –496с.: ил.

5. Тревис Дж. LabVIEW для всех: Пер. с англ. Клушин Н. А. - М.: ДМК Пресс; Прибор Комплект, 2005. – 544 с.

6. Пейч Л.И., Точилин Д.А., Поллак Б.П. LabVIEW для новичков и специалистов. – М.: Горячая линия – Телеком, 2004. – 384 с.: ил.

7. Суранов А. Я. LabVIEW 7: Справочник по функциям. – М.: ДМК Пресс, 2005. - 512 с.

Методичні вказівки щодо виконання лабораторних робіт з навчальної дисципліни «Мікропроцесорні пристрої» для студентів денної та заочної форм за напрямом 6.050201 – «Системна інженерія» (у тому числі скорочений термін навчання)

 

Укладачі: асист. О.М. Кравець

ст. викл. В.Х. Абдрахманов

Відповідальний за випуск зав. кафедри САУЕ Д. Й. Родькін

 

Підп. до др. ______________. Формат 60×84 1/16. Папір тип. Друк ризографія.

Ум. друк. арк. ____. Наклад _______ прим. Зам. №___________. Безкоштовно.

 

 

Видавничий відділ

Кременчуцького національного університету

імені Михайла Остроградського

вул. Першотравнева, 20, м. Кременчук, 39600

 

ЗМІСТ

Вступ.................................................................................................................... 4

Перелік практичних занять

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №7 Програмування послідовного порту............ 5

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 8 Програмування паралельного порту ПЕОМ...... 20

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 9 Програмування послідовного

інтерфейсу CAN............................................................................................... 42

Список літератури............................................................................................. 63

 

ВСТУП

Метою вивчення дисципліни «Мікропроцесорні пристрої» є ознайомлення з основними типами мікропроцесорних систем (МПС) та мікро-ЕОМ, їх архітектурою, складом і характеристиками та навчання студентів принципів побудови, функціонування та проектування апаратних і програмних засобів мікропроцесорних систем і мікро-ЕОМ, а також способам їх зв’язку з периферійними пристроями.

У методичних вказівках розглядаються питання програмування послідовного порту, паралельного порту ПЕОМ, послідовного інтерфейсу CAN.

В кожної роботи приведено приклад виконання и варіанти завдань для виконання роботи.

На лабораторній роботи студент повинен ознайомитися з теоретичними відомостями з теми, що розглядають, розібрати принцип дії запропонованого прикладу програмного рішення, виконати роботу згідно з робочим завданням, оформити звіт з роботи, дати відповіді на контрольні запитання для самоперевірки.

Захист лабораторної роботи проводять згідно із завданням викладача. Обов’язковою умовою захисту роботи є виконання студентом індивідуального завдання та наявність звіту з роботи.

ПЕРЕЛІК ПРАКТИЧНИХ ЗАНЯТЬ

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №7

Тема. Програмування послідовного порту.

Мета: Навчитися здійснювати передачу даних по інтерфейсу RS232 між персональним комп'ютером і навчальним стендом на однокристальної ЕОМ (ОЕОМ) КР1816ВЕ31