Hardvér (jednočipové PLC): Rozdiel medzi revíziami

Z Kiwiki
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání
d ()
 
(13 medziľahlých úprav od 2 ďalších používateľov nie je zobrazených)
Riadok 1: Riadok 1:
 
[[Kategória:Študentské práce]][[Kategória:Diplomové práce]][[Kategória:Operačné systémy]]
 
[[Kategória:Študentské práce]][[Kategória:Diplomové práce]][[Kategória:Operačné systémy]]
−
{{Praca_uvod|2|Návrh a realizácia jednočipového PLC|Programovateľné logické automaty|Hardvér|Softvér 1PLC|Funkčné bloky programu pre 1PLC|Prepojenie 1PLC s počítačom||||||}}
+
{{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__
 
__TOC__
 
= =
 
= =
Riadok 19: Riadok 19:
 
</ul>
 
</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 \ref{obr:rozdelenie_pam_dat}.
+
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|framed|center|Rozdelenie pamäti dát<ref name="m8">Atmel: Katalógový list ATMega 8. ATMEL Corporation, 2003 [http://www.atmel.com/atmel/acrobat/2486s.pdf]</ref>]]
 +
 
 
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:
 
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>
 
<ul>
Riadok 27: Riadok 29:
 
</ul>
 
</ul>
  
−
\begin{figure}[ht]
+
Prehľad základných vlastností mikrokontrolérov tejto rodiny sa nachádza v&nbsp;nasledujúcej tabuľke:
−
\centering
 
−
\includegraphics{obrazky/avr_ram-eps-converted-to.pdf}
 
−
\caption{Rozdelenie pamäti dát \cite{lit:arch_avr}}
 
−
\label{obr:rozdelenie_pam_dat}
 
−
\end{figure}
 
−
 
 
−
Prehľad základných vlastností mikrokontrolérov tejto rodiny sa nachádza v&nbsp;nasledujúcej tabuľke: \ref{tab:rozdelenie_avr}.
 
  
 
{| class=wikitable border=1 cellpadding=5
 
{| class=wikitable border=1 cellpadding=5
Riadok 149: Riadok 144:
  
 
==Zapojenie vývodov==
 
==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<ref name="m8"></ref>]]
 +
 +
[[Súbor:Vyvody_m16_32.png|framed|center|Zapojenie vývodov ATMega 16<ref>Atmel: Katalógový list ATMega 16. ATMEL Corporation, 2003 [http://www.atmel.com/atmel/acrobat/doc2466.pdf]</ref> a ATMega 32<ref>Atmel: Katalógový list ATMega 32. ATMEL Corporation, 2003 [http://www.atmel.com/atmel/acrobat/doc2466.pdf]</ref>]]
 +
 +
[[Súbor:Vyvody_m128.png|framed|center|Zapojenie vývodov ATMega 128<ref>Atmel: Katalógový list ATMega 128. ATMEL Corporation, 2003 [http://www.atmel.com/atmel/acrobat/doc2467.pdf]</ref>]]
 +
 +
==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
 +
|}
 +
 +
<references/>

Aktuálna revízia z 21:28, 15. jún 2010

Obsah práce
1. Programovateľné logické automaty
2. Hardvér (jednočipové PLC)
3. Softvér 1PLC
4. Funkčné bloky programu pre 1PLC
5. Prepojenie 1PLC s počítačom

Popis mikrokontroléra AVR

Rodina Atmel AVR sú 8-bitové RISC mikrokontroléry s harwardskou štruktúrou (to znamená oddelenú pamäť programu a pamäť dát).

Za zrodom AVR stoja dvaja študenti z 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 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:

  • priame adresovanie
  • nepriame adresovanie s posunutím (6-bitový posun)
  • nepriame adresovanie
  • nepiame adresovanie s dekrementáciou ukazateľa adresy pred spracovaním inštrukcie
  • nepriame adresovanie s inkrementáciou ukazateľa adresy po spracovaní inštrukcie

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

Rozdelenie pamäti dát[1]

Pamäť programu je dostupná pomocou dvojstupňovej pipeline. To znamená, že keď sa inštrukcia začína vykonávať, ďalšia je už pripravená k spracovaniu. Táto konštrukcia umožňuje spracovávať inštrukcie vždy v jednom hodinovom cykle. Pamäť programu je rozdelená na 2 časti:

  • Aplikačná časť pamäte programu – slúži na uloženie užívateľského programu.
  • Boot sekcia pamäte programu – slúži na uloženie programu, ktorý má prepisovať užívateľskú časť programu.

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

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 I2C 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
TQFP 32 		DIP 40
TQFP 44 		DIP 40
TQFP 44 		TQFP 64

Zapojenie vývodov

Zapojenie vývodov jednotlivých mikrokontrolérov uvedených v tabuľke vyššie je uvedené na nasledujúcich obrázkoch:

Zapojenie vývodov ATMega 8[1]
Zapojenie vývodov ATMega 16[2] a ATMega 32[3]
Zapojenie vývodov ATMega 128[4]

Vlastnosti verzií

V nasledujúcej tabuľke sú rozpísané vlastnosti jednotlivých PLC založených na mikrokontroléroch opísaných v predchádzajúcej kapitole.

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
  1. ↑ 1,0 1,1 Atmel: Katalógový list ATMega 8. ATMEL Corporation, 2003 [1]
  2. ↑ Atmel: Katalógový list ATMega 16. ATMEL Corporation, 2003 [2]
  3. ↑ Atmel: Katalógový list ATMega 32. ATMEL Corporation, 2003 [3]
  4. ↑ Atmel: Katalógový list ATMega 128. ATMEL Corporation, 2003 [4]
Zdroj: „http://www.kiwiki.info/index.php?title=Hardvér_(jednočipové_PLC)&oldid=5128“