Zobrazenie zdroja stránky Hardvér (jednočipové PLC)

[[Kategória:Študentské práce]][[Kategória:Diplomové práce]][[Kategória:Operačné systémy]]
{{Praca_uvod|2|Návrh a realizácia jednočipového PLC|Programovateľné logické automaty|Hardvér (jednočipové PLC)|Softvér 1PLC|Funkčné bloky programu pre 1PLC|Prepojenie 1PLC s počítačom||||||}}
__TOC__
= Hardvér =
==Popis mikrokontroléra AVR==
Rodina Atmel AVR sú 8-bitové RISC mikrokontroléry s&nbsp;harwardskou štruktúrou (to znamená oddelenú pamäť programu a pamäť dát). 

	Za zrodom AVR stoja dvaja študenti z&nbsp;Nórskeho technického inštitútu: Alf-Egil Bogen a Vegard Wollan. Skratka AVR je zložená zo začiatočných písmen mien autorov a názvu arcitektúry (Alf Vegard RISC) ale oficiálne znamená Advanced Virtual RISC.
	
	Jadro AVR sa podobá jadru väčšiny RISC-procesorov. AVR jadro sa skladá z&nbsp;32 rovnakých 8-bitových registrov, ktoré môžu obsahovať dáta alebo adresy. Posledných 6 registrov môžeme použiť vo dvojiciach ako ukazatele adresy pre nepriame adresovanie pamäti dát (16-bitové adresy).

	AVR architektúra má 5 adresovacích módov pre pamäť dát: 
<ul>
	<li>priame adresovanie</li>
	<li>nepriame adresovanie s&nbsp;posunutím (6-bitový posun)</li>
	<li>nepriame adresovanie</li>
	<li>nepiame adresovanie s&nbsp;dekrementáciou ukazateľa adresy pred spracovaním inštrukcie</li>
	<li>nepriame adresovanie s&nbsp;inkrementáciou ukazateľa adresy po spracovaní inštrukcie</li>
</ul>

	Registre sú zobrazované priamo do pamäti dát. Preto je možné s každým registrom zaobchádzať ako s&nbsp;akýmkoľvek iným pamäťovým miestom. Rozdelenie pamäti dát je na obrázku [sem vložiť odkaz na literatúru].

[[Súbor:rozdelenie_ram_avr.png|Rozdelenie pamäti dát]]

	Pamäť programu je dostupná pomocou dvojstupňovej pipeline. To znamená, že keď sa inštrukcia začína vykonávať, ďalšia je už pripravená k&nbsp;spracovaniu. Táto konštrukcia umožňuje spracovávať inštrukcie vždy v&nbsp;jednom hodinovom cykle. Pamäť programu je rozdelená na 2 časti:
<ul>
	<li>Aplikačná časť pamäte programu – slúži na uloženie užívateľského programu.</li>
	<li>Boot sekcia pamäte programu – slúži na uloženie programu, ktorý má prepisovať užívateľskú časť programu.</li>
</ul>

Prehľad základných vlastností mikrokontrolérov tejto rodiny sa nachádza v&nbsp;nasledujúcej tabuľke:

{| class=wikitable border=1 cellpadding=5
|+ Prehľad vlastností mikrokontrolérov rady ATMega
|-
!
!ATMega 8
!ATMega 16
!ATMega 32
!ATMega 128
|-
| Veľkosť pamäte programu 
| 8kiB 
| 16kiB 
| 32kiB 
| 128kiB
|-
| Veľkosť pamäte programu 
| 8kiB
| 16kiB 
| 32kiB 
| 128kiB
|-
| Veľkosť pamäte údajov 
| 1kiB 
| 1kiB 
| 2kiB 
| 4kiB
|-
| Veľkosť pamäte EEPROM 
| 512B 
| 512B 
| 1kiB 
| 4kiB
|-
| Počet 8-bitových časovačov 
| 2 
| 2 
| 2 
| 2
|-
| Počet 16-bitových časovačov 
| 1 
| 1 
| 1 
| 2 
|-
| Počet PWM kanálov 
| 3 
| 4 
| 4 
| 6
|-
| Počet kanálov A/D prevodníka 
| 5 (10bit) 
| 8 (10bit) 
| 8 (10bit) 
| 8 (10bit)
|-
| Počet sériových kanálov UART 
| 1 
| 1 
| 1 
| 2 
|-
| Zbernica I<sup>2</sup>C 
| áno 
| áno 
| áno 
| áno 
|-
| Rozhranie SPI 
| áno 
| áno 
| áno 
| áno 
|-
| Watchdog 
| áno 
| áno 
| áno 
| áno 
|-
| Analógový komparátor 
| áno 
| áno 
| áno 
| áno 
|-
| Počet vstupov externých prerušení 
| 2 
| 3 
| 3 
| 8 
|-
| Maximálny výpočtový výkon 
| 16Mips 
| 16Mips 
| 16Mips 
| 16Mips 
|-
| Počet digitálnych vstupno/výstupných vodičov 
| 23 
| 32 
| 32 
| 53 
|-
| Púzdro 
| DIP 32 <br/> TQFP 32 
| DIP 40 <br/> TQFP 44
| DIP 40 <br/> TQFP 44 
| TQFP 64
|}

==Zapojenie vývodov==
Zapojenie vývodov jednotlivých mikrokontrolérov uvedených v&nbsp;tabuľke vyššie je uvedené na nasledujúcich obrázkoch:

[[Súbor:Vyvody_m8.png|framed|center|Zapojenie vývodov ATMega 8]] 

[[Súbor:Vyvody_m16_32.png|framed|center|Zapojenie vývodov ATMega 16 a ATMega 32]]

[[Súbor:Vyvody_m128.png|framed|center|Zapojenie vývodov ATMega 128]]

==Vlastnosti verzií==
V&nbsp;nasledujúcej tabuľke sú rozpísané vlastnosti jednotlivých PLC založených na mikrokontroléroch opísaných v&nbsp;predchádzajúcej kapitole.

{| class=wikitable border=1 cellpadding=5
|+ Prehľad vlastností verzií
|-
! Založené na
! ATMega 8 
! ATMega 16 
! ATMega 32 
! ATMega 128
|-
| Pamäť P 
| 4B 
| 4B 
| 4B 
| 7B
|-
| Pamäť PA 
| 14B 
| 14B 
| 14B 
| 14B
|-
| Pamäť SP 
| 20B 
| 20B 
| 20B 
| 20B
|-
| Počet 1ms časovačov 
| 2 
| 2 
| 4 
| 4
|-
| Počet 10ms časovačov 
| 8 
| 8 
| 32 
| 32
|-
| Počet 100ms časovačov 
| 22 
| 22 
| 92 
| 92
|-
| Počet čítačov 
| 32 
| 32 
| 128 
| 128
|-
| Pamäť V 
| 570B 
| 570B 
| 720B 
| 2800B
|-
| Veľkosť pamäte pre program 
| 4860B 
| 13055B 
| 25600B 
| 122600B
|-
| Float operácie 
| nie 
| nie 
| áno 
| áno
|-
| Pripojiteľnosť periférii 
| nie 
| nie 
| áno 
| áno
|}