ВЕДЕНИЕ В ПРОГРАММИРОВАНИЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА AVR НА ЯЗЫКЕ АССЕМБЛЕРА (учебное пособие)

1

• Авторы
• Файлы

Вострухин А.В. Вахтина Е.А. Статья в формате PDF 107 KB

Ключевое слово «электроника» входит в состав названия общепрофессиональных дисциплин многих учебных программ инженерных специальностей. Перспективной элементной базой современной электроники являются микроконтроллеры и микропроцессоры, основой функционирования которых служит программное обеспечение. Его разработка становится необходимой составляющей инженерной деятельности.

Следует отметить, что в учебной литературе по электронике микроконтроллеры рассматриваются в недостаточном объеме или совсем не рассматриваются. Это приводит к тому, что учебные и научно-технические задачи в большинстве курсовых, дипломных и диссертационных работ решаются на устаревшей элементной базе, что снижает их качество. Однако в последние годы появились публикации и издания в области программирования микроконтроллеров. Не игнорируя эти работы, авторы структурировали содержание учебного пособия, взяв за систематизирующее основание типовые функции микропроцессорных систем управления. Разработали соответствующие программы и аппаратное средство их реализации - стенд микроконтроллерный.

В первой главе издания на примере автоматического регулятора описана структура типичной микропроцессорной системы управления и дана хаpaктеристика ее основных элементов и их функций. В качестве аппаратной базы для реализации разpaбатываемых в процессе обучения программ предложен авторский вариант стенда микроконтроллерного.

Во второй главе дается описание среднего по своим возможностям микроконтроллера ATtiny2313 - наиболее популярного у разработчиков новой техники (по соотношению цена - производительность - энергопотрeбление они занимают первое место в мире). Структура микроконтроллеров семейства AVR сохраняет преемственность всемирно известного микропроцессора Intel 8080 (КР580ВМ80), вошедшего во многие учебники мира. Ядро микроконтроллеров семейства AVR, одного из лучших семейств 8-разрядных микроконтроллеров, было создано настолько удачно, что в течение всего периода их развития (более 13 лет) почти не изменилось. Дальнейшее развитие этих 8-разрядных микроконтроллеров, по прогнозам специалистов, будет идти по пути наращивания объемов памяти, рабочей тактовой частоты и добавления новых периферийных устройств.

Третья глава посвящена основам программирования. На примере простейшей программы временной задержки рассмотрена методика программирования. В качестве инструментальных средств программирования использована интегрированная среда проектирования AVR Studio 4, свободно распространяемая в сети Интернет и предоставляющая возможность не только разpaбатывать, но и отлаживать создаваемые программы в режиме симуляции.

В четвертой главе рассматривается устройство параллельного порта микроконтроллера и программа для реализации генератора прямоугольных импульсов с выводом сигнала через одну из линий этого порта.

В пятой главе приводится методика записи программы во FLASH-память микроконтроллера, с помощью программатора AVRISP mkII.

Главы 6 - 11 вводят читателя в процесс программирования таких типовых функций микропроцессорных систем как:

- ввод информации в микропроцессорную систему от внешних источников (датчиков и клавиатуры) и ее преобразование в цифровой код;

- вывод информации на внешние устройства: индикатор и исполнительные устройства;

- обработка и преобразование информации.

В двенадцатой главе рассматриваются конкретные примеры пpaктических разработок микропроцессорных систем, созданных на базе стенда микроконтроллерного и запатентованных в России.

Для закрепления знаний, отработки умений и навыков по программированию в «Приложениях» предлагаются задания и примеры их выполнения, а также тестовые задания. Приведены тексты полных программ для реализации измерительного преобразователя емкости в ШИМ-сигнал и автоматических регуляторов температуры, контролируемой с помощью датчиков с частотным и аналоговым выходом.

Учебное пособие создавалось для начинающих осваивать программирование микроконтроллеров при изучении раздела «Микропроцессорные средства». Инструментом профессиональной разработки программ был выбран язык программирования Ассемблер. Это лучший вариант для начинающих, так как дает возможность изучить устройство микроконтроллера и мыслить в терминах устройств цифровой электроники, которую студенты к моменту освоения программирования уже изучили.

Учебное пособие подготовлено в соответствии с ныне действующими стандартами подготовки бакалавров и специалистов с высшим профессиональным образованием по направлениям, начиная с 110000 по 280000 (ОПД.Ф.03 «Электротехника и электроника», раздел «Микропроцессорные средства»; ОПД.Ф.04.03 «Информационно-измерительная техника и электроника», раздел «Информационно-измерительная техника»).

Издание может использоваться как учебное пособие для студентов и слушателей курсов повышения квалификации, так и для самостоятельной подготовки.

---