Dejan Lazić 10520 Ivan Novaković 10305 Elektronski fakultet Niš Katedra za elektroniku SERIJSKA KOMUNIKACIJA RAČUNARA I USART MODULA MIKROKONTROLERA PIC16F877A Dejan Lazić 10520 Ivan Novaković 10305
Prenos podataka (osnovne podele) (I) Serijski Paralelni (II) Asinhroni Sinhroni
Serijski prenos podataka Prenose se podaci preko jedinstvene linije Laka detekcija grešaka Razvijeni su brojni pouzdani protokoli za serijski prenos
Paralelni prenos podataka Veliki broj potrebnih veza (jedna linija po bitu podatka) Prenosi se n bitova istovremeno Koristi se, kada se prenose podaci na kraćim rastoja-njima (sistemska magistrala procesora, GPIB magis-trala itd.)
Asinhroni prenos podataka Predajnik može da pošalje podatak bilo kada Asinhroni prijemnik ne regeneriše takt na osnovu dola-zećeg signala Start-stop metodom se utvrđuje početak i kraj podatka
Sinhroni prenos podataka Predajnik i prijemnik su sinhronizovani Predajnik generiše taktni signal koji se prenosi do prijem-nika preko posebnog kanala ili je direktno regenerisan od strane prijemnika iz dolazećeg signala Princip regenerisanja takta kod ovog načina prenosa pri-kazan je na Slici
Sinhroni prenos podataka – ram podatka Uobičajeno se podaci predaju kao okviri, tj. ramovi (frame) fiksnog obima Svaku informaciju na početku i kraju prate preambule (preamble).
Serijski port Bidirekcioni komunikacijski (COM) port Duplex ili half-duplex prenos Ima ugrađene FIFO bafere
Serijski port – EIA standard PARAMETAR EIA 232 RS 423-A RS 422-A RS 485 način rada nebalansirani diferencijalni broj drajvera i prijemnika 1 drajver 1 prijemnik 10 prijemnik 32 drajvera 32 prijemnika maksimalna dužina kabla [m] 15 1200 maksimalna brzina prenosa podataka [bps] 20 K 100 K 10 M maksimalni napon na zajedničkim krajevima [V] + 25 + 6 6 do –0.25 12 do –7
Serijski port – DSUB konektori
Serijski port – signali 1/2 DSUB-25 DSUB-9 Signal Opis signala pin 2 pin 3 TD Transmit Data RD Receive Data pin 4 pin 7 RTS Request To Send pin 5 pin 8 CTS Clear To Send pin 6 DSR Data Set Ready SG Signal Ground pin 1 CD Carrier Detect pin 20 DTR Data Terminal Ready pin 22 pin 9 RI Ring Indicator
Serijski port – signali 2/2 Opis signala Značenje signala TD Transmit Data Serijski izlaz podataka (TXD) RD Receive Data Serijski ulaz podataka (RXD) RTS Request ToSend Indicira spremnost modema za razmenu podataka CTS Clear To Send Kada modem detektuje signal "Carrier" od modema sa druge strane linije, onda ona postaje aktivna DSR Data Set Ready DCE signalizira da je spreman za rad SG Signal Ground Masa CD Carrier Detect DCE javlja da je veza uspostavljena DTR Data Terminal Ready Indicira DCE uređaju da je DTE spreman RI Ring Indicator Signalizira detekciju signala "zvona" na tel. liniji
USART Univerzalni sinhroni i asinhroni prijemnik/predajnik (USART) čine: Takt generator, Delitelji frekvencije, Ulazni pomerački registar, Izlazni pomerački registar, Kontrolna logika čitanja i upisa, Kontrolna logika slanja i prijema, Bafer prijemnika (opciono), Bafer predajnika (opciono), FIFO (opciono).
USART – blok-šema čipa Intel 8251A
USART – prenos podatak preko modema i telefonske linije
Mikrokontroler PIC16F877A
PIC16F877A – osnovne karakteristike 1/3 RISC mikroprocesor visokih performansi 35 instrukcija obima jedne reči Radna frekvencija do 20 MHz Trajanje taktnog intervala 200 ns, pri frekvenciji 20 MHz Opkôd obima 14 bita Harverski magacin sa osam nivoa Tri načina adresiranja (direktno, indirektno i relativno) Programska flash memorija kapaciteta 8 k X 14-bitnih reči Memorije za podatke tipa RAM kapaciteta 368 X 8 bita Memorije za podatke EEPROM tipa kapaciteta 256 X 8 bita Prekidi (do 14 izvora prekida) U/I portovi: A, B, C, D, E
PIC16F877A – osnovne karakteristike 2/3 Tri tajmera: - Timer0 (TMR0): 8-bitni tajmer/brojač_događaja - Timer1 (TMR1): 16-bitni tajmer/brojač_događaja - Timer2 (TMR2): 8-bitni tajmer/brojač_događaja 10-bitni 8-kanalni analogno-digitalni (A/D) konvertor Serijska komunikacija: MSSP, USART Paralelna komunikacija: PSP Power-on Reset - reset pri uključenju napajanja (POR) Power-up timer - unošenje kašnjenja nakon uključenja napajanja (PWRT) Oscillator Start-up Timer - unošenje kašnjenja nakon stabilizovanja radne frekvencije oscilatora (OST)
PIC16F877A – osnovne karakteristike 3/3 Sleep mode - režim rada sa malim utroškom energije Watchdog tajmer sa sopstvenim integrisanim RC oscilatorom za nezavisan rad Izbor tipa oscilatora Radni napon od 2V do 5.5V Mala potrošnja energije: <0.6 mA pri naponu od 3V i radnoj frekvenciji od 4 MHz 20µA pri naponu od 3V i radnom taktu od 32kHz <1µA u standby režimu rada.
PIC16F877A – arhitektura
PIC16F877A – programska memorija
PIC16F877A – registri
PIC16F877A – izbor kristala kvarca i keramičkih kondenzatora
PIC16F877A – blok šema A/D konvertora
mikroC – softver za PIC mikrokontrolere Kvalitetan editor sa automatskom kontrolom Jasan asemblerski kôd i standardna kompatibilnost generisanih HEX datoteka Preglednost strukture programa (kôda) Veliki broj integrisanih biblioteka i rutina, koje značajno ubrzavaju pisanje programa Detaljni izveštaji i grafičko predstavljanje mape RAM i ROM memorija, statistike kôda i slično.
mikroC – osnovni prozor
mikroC – UART terminal
mikroC – parametri UART terminala Parametri koji se podešavaju: Serijski port (COM1, COM2, COM3) Brzina prenosa Broj stop bitova (1, 1.5 ili 2) Izbor parnosti (bez, parna, neparna itd.) Broj bitova koji čine karakter (5, 6, 7 ili 8) Uključivanje/isključivanje handshaking signala (RTS i DTR) Izbor formata podatka koji se šalje (ASCII, HEX ili DEC) Način slanja.
mikroC – tablica ASCII simbola
Programiranje mikrokontrolera Za programiranje mikrokontrolera potrebni su Bootstrap loader (na primer ALLPIC) i Softver (na primer IC-Prog).
ALLPIC bootstrap loader Jednostavan i jeftin (do 10 evra) Pripada grupi JDM loadera Programiranje preko serijskog porta.
ALLPIC – električna šema
IC Prog – softver za programiranje Jednostavan za korišćenje Kompatibilan sa 10-ak bootstrap loadera
Projekat – električna šema
Projekat – štampana ploča
Projekat – osnovne komponente Napajanje preko linearnog regulatora napona LM7805 Kvarc od 4MHz Mikrokontroler PIC16F877A. Kolo za prilagođenje MAX232 Dve LED (žuta i crvena) Tri tastera Potenciometar.
Projekat – komande 1/2 Isključivanje/gašenje obe LED Uključivanje/paljenje crvene LED (D1) Paljenje žute LED (D2) Paljenje obe LED Naizmenično paljenje žute i crvene LED u ukupnom trajanju od 2s Generisanje sekvence_1 na D1 (prati se osciloskopom) Generisanje sekvence_2 na D1 (prati se osciloskopom) Generisanje sekvence_3 na D1 (prati se osciloskopom)
Projekat – komande 2/2 Generisanje sekvence_4 na D2 (prati se osciloskopom) Generisanje sekvence_5 na D2 (prati se osciloskopom) Generisanje sekvence_6 na D2 (prati se osciloskopom) Merenje napona na potenciometru (P1) Pritisak tastera SW2.
Projekat – ilustracija slanja komandi
Zaključak Opisani su prenos podataka, serijski port i USART čip Detaljno je obrađen mikrokontroler PIC16F877A Dat je prikaz softvera mikroC Ilustrovan je proces programiranja mikrokontrolera PIC16F877A Realizovano je električno kolo koje omogućava ko-munikaciju računara i PIC16F877A preko USART-a Formirana je laboratorijska vežba koja demonstrira USART komunikaciju
Biografija prvog autora Prezime: Lazić Ime: Dejan Datum rođenja: 30.03.1982. Nacionalnost: Srbin Bračno stanje: Neoženjen Vozačka dozvola: C kategorija Adresa: selo Stanjevo, 37230 Aleksandrovac E-mail: dejan10520@yahoo.com Telefon: 037759207 Mobilni telefon: 064 24 23 102
Biografija prvog autora Obrazovanje: Elektrotehnička škola Kruševac Smer: Elektrotehničar energetike, IV stepen Menadžerske veštine: Preduzimljivost, usredsređenost na razvoj, pregovaračke sposobnosti, samosvest, samopouzdanje, realističnost o svojim sposobnostima, sposobnost prihvatanja nejasne komunikacije, motiv za uspehom.
Biografija prvog autora Sopstvene veštine: Orjentisanost ka ostvarenju zadatih ciljeva, postavljanje prioriteta, preuzimanje problema na sebe i rešavanje istih, komunikativnost, kreativnost, inovacije, spremnost na sa-radnju i rad pod stresom. Poznavanje jezika: Engleski jezik – osrednje, Ruski jezik – osrednje. Iskustvo sa kompjuterom: Operativni sistemi: Windows NT, XP. Programski paketi: MS Office, AHDL, Protel 2004 (DXP).
Biografija drugog autora Prezime: Novaković Ime: Ivan Datum rođenja: 13.10.1981. Nacionalnost: Srbin Bračno stanje: Neoženjen Vozačka dozvola: B kategorija Adresa: Kneza Pavla 36, 37000 Krusevac E-mail: ivannovakovic10305@gmail.com Telefon: 037490860 Mobilni telefon: 064 21 71 329
Biografija drugog autora Obrazovanje: Elektrotehnička škola Kruševac Smer: Elektrotehničar automatike, IV stepen Menadžerske veštine: Preduzimljivost, usredsređenost na razvoj, pregovaračke sposobnosti, samosvest, samopouzdanje, sposobnost prihvatanja nejasne komunikacije, motiv za uspehom.
Biografija drugog autora Sopstvene veštine: Preuzimanje inicijative, orjentisan ka ostvarenju rezultata, definisanje prioritetnih ciljeva i njihovo ostvarenje, rešavanje problema različite težine, komunikativnost, kreativnost, uvek spreman na saradnju i rad pod manjim stresom, međukultu-ralna osetljivost. Poznavanje jezika: Engleski jezik – dobro. Iskustvo sa kompjuterom: Operativni sistemi: Windows 95, 98, 2000, NT, XP. Programski paketi: MS Office, AHDL, OrCad 9.2.