Выбор управляющего микроконтроллера

Для решения поставленной задачи прежде всего необходимо выбрать управляющий микроконтроллер. Основные требования для выбора данного микроконтроллера :

- наличие достаточного количества портов ввода-вывода. К микроконтроллеру необходимо подключить клавиатуру, семисегментный дисплей, схемы управления нагревателями и термодатчики.

-  наличие программного пакета для написания и отладки программы микроконтроллера .

-  достаточная изученность микроконтроллера.

Для реализации МПС были выбраны 3 контроллера: МК AT89C52, AVR Atmega8 и PIC16F628. Для выполнения выбора подробнее рассмотрим каждый из контроллеров.

МК ATmega8 имеет следующие отличительные особенности:

  - 8ми-разрядный высокопроизводительный AVR микроконтроллер с малым потреблением RISC архитектура, 130 высокопроизводительных команд, большинство команд выполняется за один тактовый цикл - 32 8ми-разрядных рабочих регистра общего назначения.

Полностью статическая работа Приближающаяся к 16 MIPS (при тактовой частоте 16 МГц) производительность - Энергонезависимая память программ и данных - 8 Кбайт внутрисистемно программируемой Flash памяти (In-System Self-Programmable Flash) - Обеспечен режим одновременного чтения/записи 512 байт EEPROM - 1 Кбайт встроенной SRAM

Встроенная периферия Два 8-разрядных таймера/счетчика с отдельным предварительным делителем, один с режимом сравнения Один 16-разрядный таймер/счетчик с отдельным предварительным делителем и режимами захвата и сравнения Счетчик реального времени с отдельным генератором 6-канальный аналого-цифровой преобразователь (в корпусе PDIP) 4 канала с 10-разрядной точностью 2 канала с 8-разрядной точностью Байт-ориентированный 2-проводный последовательный интерфейс Программируемый последовательный USART Последовательный интерфейс SPI (ведущий/ведомый) Программируемый сторожевой таймер с отдельным встроенным генератором Встроенный аналоговый компаратор

Специальные микроконтроллерные функции Встроенный калиброванный RC-генератор Внутренние и внешние источники прерываний Выводы I/O и корпуса 23 программируемые линии ввода/вывода 28-выводной корпус PDIP, 32-выводной корпус TQFP и 32-выводной корпус MLF

Рабочие напряжения - 2,7 - 5,5 В (ATmega8L) 4,5 - 5,5 В (ATmega8)

Рабочая частота - 0 - 8 МГц (ATmega8L) 0 - 16 МГц (ATmega8)

Как видно из приведенных технических характеристик контроллер имеет высокую производительность достаточную программную память и порты. Имеется среда разработки на С. Недостаток отсутствие функций умножения и деления требуют написания специальных подпрограмм необходимых для перевода получаемых значений в цифровой вид и разделения значащих разрядов на сотни единицы и десятки.

Далее рассмотрим следующую серию МК PIC16F628 она имеет следующие основные особенности:

- RISC архитектуру и всего 35 простых для изучения инструкции;

Все инструкции исполняются за один такт (400 нс);

Скорость работы: тактовая частота до 10 МГц;

Память программ 2K FLASH;

- Память данных ОЗУ (байт) 68

- 15 аппаратных регистров специального назначения

четыре источника прерывания:

внешний вход RB0/INT

переполнение таймера TMR0

прерывание при изменении сигналов на линии порта B (PORTB<7:4>)

по завершению записи данных в ЭСППЗУ (EEPROM)

8-разрядный таймер/счетчик;

8-разрядный программируемый предварительный делитель;

1000 циклов записи/стирания FLASH памяти программы.

Периферия:

13 линий ввода/вывода с индивидуальным контролем направления;

Сильноточные схемы (до 25мА) для управления светодиодами.

Особенности микроконтроллера:

Программирование на плате через последовательный порт (ICSPT)

Таймер включения питания (PWRT) и таймер запуска генератора (OST)

Сброс по падению напряжения питания

Сторожевой таймер (WDT) с собственным встроенным RC-генератором для повышения надежности работы

Широкий рабочий диапазон напряжений питания - от 2,0В до 6,0В

Низкое потребление энергии:

< 2 мА при 5,0 В, 4,0 МГц

Данный контроллер не имеет команд деления и умножения в остальном он удовлетворяет нашей задаче.

Последним для рассмотрения был выбран МК 51 серии - AT89C52. По предварительной оценке по параметрам полностью подходит для выполнения поставленной задачи.

Отличительные особенности:

- Совместимость с серией MCS-51.

8 кБ флэш-памяти с внутрисхемным программированием (ISP) - Состойкость ПЗУ программ: 1000 циклов записи/стирания

Рабочий диапазон питания от 4.75 до 5.25 В

Полностью статическое функционирование : 0 …24 МГц

Внутреннее ОЗУ размером 256 x 8

32 программируемые линии ввода-вывода

Три 16-разрядных таймера-счетчика

Восемь источников сигналов прерывания

Программируемый последовательный канал UART

Пассивний (idle) и стоповый (power down) режимы

- Промышленный (-40°С...85°C), коммерческий (0°C...70°C), диапазоны температур

Достоинство данного контроллера не только в большом числе периферии, но и наличии команд умножения и деления, что значительно упрощает программу и позволяет реализовать её с меньшими временными затратами. Также данная архитектура изучена хорошо в курсе лабораторных работ, что позволяет упростить разработку, так как часть программного кода уже написана и отлажена. Также контроллер имеет невысокую цену примерно 70 р. Что важно для практической реализации управляющего устройства.

Учитывая все вышесказанное окончательно было решено использовать контроллер 51 серии как наиболее доступный и подходящий по параметрам.