Органы управления учебного стенда

Цель работы

1 Изучить назначение и состав интегрированной среды (ИС) разработки MPLAB IDE 8.

2 Приобрести практические навыки и начальные умения программирования микроконтроллеров dsPIC33F с помощью ИС
MPLAB IDE 8.

3 Изучить структурную схему, назначение органов управления, ввода и элементов индикации учебного стенда НТЦ – 31.000.

4 Изучить порядок работы учебного стенда НТЦ – 31.000 и выполнить программу тестовой прошивки в ИС MPLAB IDE 8.

Подготовка к выполнению работы

1 Повторить по [1] теоретические сведения о структуре и принципе работы микроконтроллера dsPIC33fj32mc204.

2 Ознакомиться по [2], приложение А с руководством пользователя MPLAB IDE 8.

3 Подготовить ответы на вопросы для самоконтроля.

Вопросы для самоконтроля

1 Поясните назначение и укажите особенности МК dsPIC33fj32mc204.

2 Укажите разрядность шины данных и шины адреса.

3 Какие два класса команд может выполнять МК?

4 Укажите число рабочих регистров W и их назначение.

5 Перечислите периферийные модули МК и укажите их назначение.

6 Какой язык программирования МК обеспечивает максимальную эффективность?

7 Какая среда используется для программирования МК? Перечислите этапы программирования.

Приборы, оборудование и документация

1 Персональный компьютер.

2 Учебный стенд НТЦ – 31.000.

3 Методические указания к лабораторной работе.

4 MPLAB IDE 8. Руководство пользователя.

Порядок выполнения работы

1 Проверка подготовки учащихся к занятию по вопросам для самоконтроля в виде фронтального или программированного опроса и инструктаж по технике безопасности.

2 Произвести внешний осмотр учебного стенда и персонального компьютера (ПК) и убедиться визуально в отсутствии каких-либо повреждений и дефектов.

3 Подключить стенд к сети. Включить тумблер «Сеть» на задней панели стенда.

4 С помощью кабеля USB AM-BM через гнездо «USB» на задней панели стенда подключить стенд к USB – порту ПК.

5 Включить ПК и запустить MPLAB IDE.

6 Создать проект тестовой прошивки микроконтроллера dsPIC33FJ32MC204 в ИС MPLAB IDE 8. Для этого выполнить пункты 2.1…2.7 руководства пользователя MPLAB IDE 8.

7 С помощью пункта меню «File " Import» (рисунок 17.1) открыть файл тестовой прошивки «Test.hex» (рисунок 17.2). В каталоге файлов исходных кодов программ «Files LR17…LR20» на локальном диске D выбрать LR17.

Рисунок 17.1 – Открытие файла тестовой прошивки стенда

Рисунок 17.2 – Выбор файла тестовой прошивки LR17

8 С помощью пункта меню «Programmer " Select Programmer» выбрать программатор PICkit2 (рисунок 17.3).

Рисунок 17.3 – Выбор программатора PICkit2

9 Запрограммировать стенд тестовой прошивкой, используя пункт меню «Programmer " Program» (рисунок 17.4).

Рисунок 17.4 – Программирование стенда тестовой прошивкой

Результат программирования отобразится в окне сообщений, и в случае успешного программирования (сообщение – … PICkit2 Ready) необходимо перевести МК в рабочий режим с помощью пункта меню «Programmer " Release from Reset» (рисунок 17.4).

10 После получения сообщения, указанного на рисунке 17.5, учебный стенд готов к работе.

11 Проверить влияние положения регуляторов PR1, PR2, EP1 на показания индикаторов LED и LCD, а также проверить на индикаторе LCD ввод цифровых данных с клавиатуры.

12 После проверки преподавателем результатов работы закрыть MPLAB IDE, выключить ПК и учебный стенд.

13 Оформить отчет и сдать зачет.

Рисунок 17.5 – Сообщение о результатах тестовой прошивки стенда

Содержание отчета

Отчет должен содержать:

1 Номер, наименование и цель лабораторной работы.

2 Структурную схему учебного стенда НТЦ – 31. 000.

3 Назначение органов управления и элементов индикации учебного стенда НТЦ – 31.000.

4 Ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1 Поясните назначение и состав ИС MPLAB IDE 8.

2 Поясните последовательность действий при создании нового проекта прошивки МК dsPIC33F.

3 Укажите назначение трех частей окна ИС MPLAB IDE 8 (приложение А).

4 Поясните отличия индикаторов LED от LCD (рисунок 17.7). Укажите их достоинства и недостатки.

5 Поясните назначение и особенности энкодера EP1 (рисунок 17.7).

Методические указания

1 Структурная схема учебного стенда НТЦ – 31.000

Структурная схема учебного стенда НТЦ – 31.000 представлена на рисунке 17.6.

Рисунок 17.6 – Структурная схема учебного стенда НТЦ – 31.000

Стенд построен на базе микроконтроллера dsPIC33fj32mc204. Микроконтроллер имеет встроенное ОЗУ для хранения пользовательских программ. Для изучения простейших операций ввода-вывода дискретных данных и ввода аналоговых данных непосредственно к микроконтроллеру подключены светодиодные индикаторы, тумблеры и аналоговые задатчики. Для изучения принципа обработки квадратурного сигнала используется энкодер. Для подключения большого числа периферийных модулей в стенде организована последовательная шина данных, по которой происходит управление портами расширений дискретных входов-выходов, а так же светодиодной семисегментной индикацией. Так же для взаимодействия с пользователем посредством знако-символьной информации к микроконтроллеру подключен жидко-кристаллический индикатор (ЖКИ). С помощью дешифратора и мультиплексора реализована возможность обработки клавиатуры, построенной по матричной схеме. Для подключения иных периферийных устройств (ЦАП, внешняя память) используется шина I²C. Для организации связи с внешними устройствами (в частности с ПК) микроконтроллер имеет порт последовательного асинхронного приёмо-передатчика, позволяющий организовывать обмен данными по интерфейсу RS232.

Все устройства, входящие в состав стенда и отображённые на структурной схеме стенда, являются программно-доступными.

Органы управления учебного стенда

Лицевая панель стенда представлена на рисунке 17.7. На передней панели стенда расположены:

1 – датчики дискретных сигналов (10 переключателей SA1..SA10);

2 – дискретный светодиодный индикатор (10 светодиодов VD1..VD10);

3 – светодиодный семисегментный индикатор (LED);

4 – матричный жидкокристаллический индикатор (LCD);

5 – индикатор выходного аналогового сигнала (LLI);

6 – датчики аналоговых сигналов (2 задатчика RP1, RP2);

7 – источник квадратурного сигнала (энкодер EP1);

8 – матричная двенадцатикнопочная клавиатура;

9 – кнопка сброса контроллера RESET.

Рисунок 17.7 – Лицевая панель стенда

Задняя панель стенда представлена на рисунке 17.8. На задней панели стенда расположены:

1 – тумблер включения питания стенда;

2 – разъём для подключения внешних устройств;

3 – разъём RS232 для организации связи по интерфейсу RS232;

4 – разъём USB-B для подключения стенда к компьютеру для программирования микроконтроллера.

Рисунок 17.8 – Задняя панель стенда

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №18