1. Dejan Lazić 10520 Ivan Novaković 10305
Elektronski fakultet Niš Katedra za elektroniku SERIJSKA KOMUNIKACIJA RAČUNARA I USART MODULA MIKROKONTROLERA PIC16F877A
Dejan Lazić Ivan Novaković 10305

2. Prenos podataka (osnovne podele)
(I)
Serijski
Paralelni
(II)
Asinhroni
Sinhroni

3. Serijski prenos podataka
Prenose se podaci preko jedinstvene linije
Laka detekcija grešaka
Razvijeni su brojni pouzdani protokoli za serijski prenos

4. 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.)

5. 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

6. 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

7. 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).

8. Serijski port Bidirekcioni komunikacijski (COM) port
Duplex ili half-duplex prenos
Ima ugrađene FIFO bafere

9. 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

10. Serijski port – DSUB konektori

11. 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

12. 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

13. 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).

14. USART – blok-šema čipa Intel 8251A

15. USART – prenos podatak preko modema i telefonske linije

16. Mikrokontroler PIC16F877A

17. 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

18. 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)

19. 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.

20. PIC16F877A – arhitektura

21. PIC16F877A – programska memorija

22. PIC16F877A – registri

23. PIC16F877A – izbor kristala kvarca i keramičkih kondenzatora

24. PIC16F877A – blok šema A/D konvertora

25. 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.

26. mikroC – osnovni prozor

27. mikroC – UART terminal

28. 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.

29. mikroC – tablica ASCII simbola

30. Programiranje mikrokontrolera
Za programiranje mikrokontrolera potrebni su
Bootstrap loader (na primer ALLPIC) i
Softver (na primer IC-Prog).

31. ALLPIC bootstrap loader
Jednostavan i jeftin (do 10 evra)
Pripada grupi JDM loadera
Programiranje preko serijskog porta.

32. ALLPIC – električna šema

33. IC Prog – softver za programiranje
Jednostavan za korišćenje
Kompatibilan sa 10-ak bootstrap loadera

34. Projekat – električna šema

35. Projekat – štampana ploča

36. 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.

37. 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)

38. 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.

39. Projekat – ilustracija slanja komandi

40. 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

41. Biografija prvog autora
Prezime: Lazić
Ime: Dejan
Datum rođenja:
Nacionalnost: Srbin
Bračno stanje: Neoženjen
Vozačka dozvola: C kategorija
Adresa: selo Stanjevo, Aleksandrovac
Telefon:
Mobilni telefon:

42. 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.

43. 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).

44. Biografija drugog autora
Prezime: Novaković
Ime: Ivan
Datum rođenja:
Nacionalnost: Srbin
Bračno stanje: Neoženjen
Vozačka dozvola: B kategorija
Adresa: Kneza Pavla 36, Krusevac
Telefon:
Mobilni telefon:

45. 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.

46. 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.