СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ.........................................................................................................................9
Соглашения...............................................................................................................................10
Дополнительные соглашения....................................................................................................11
ВВЕДЕНИЕ...............................................................................................................................12
Технические данные и применение микроконтроллеров AVR...................................................13
Разработка.................................................................................................................................13
Программирование....................................................................................................................14
Плата STK500 для тестирования и программирования микроконтроллеров AVR..................... 14 Внутрисистемное программирование........................................................................................17
Глава 1. Анализ и коррекция ошибок. Калибровка устройств, управляемых
микроконтроллерами AVR.........................................................................................................18
Калибровка с целью коррекции ошибки на программном уровне.............................................19
Калибровка в случае метода измерения с зависимостью от времени.........................................21
Частные случаи.........................................................................................................................23
Выводы.....................................................................................................................................24

Глава 2. Вспомогательные средства при вводе-выводе данных.................................................25
2.1. Мультиплексный режим светодиодного семисегментного индикатора...............................25
Непосредственное управление семисегментным светодиодным индикатором с
помощью микроконтроллера AVR.............................................................................................25
Принцип мультиплексной индикации.......................................................................................26
2.2. Управление семисегментным индикатором через один вывод порта
микроконтроллера AVR.............................................................................................................28
Разделение тактового сигнала и сигнала данных...................................................................... 29
Генерирование импульса записи в буфер..................................................................................31
Вычисление частоты регенерации fR........................................................................................32
Буферизированный сдвиговой регистр.....................................................................................32
Расчет токоограничительных резисторов R4...R11 (см. рис. 2.3)...............................................35
Практическая реализация светодиодных дисплеев....................................................................36
Описание программы................................................................................................................46
Часть инициализации................................................................................................................46
Программа тестирования...........................................................................................................46
Подпрограмма обработки прерываний Display...........................................................................47
Подпрограмма Code_4...............................................................................................................48
Подпрограмма Code_3...............................................................................................................48
Подпрограмма Get_7_Segm........................................................................................................48
Выводы......................................................................................................................................48
2.3. Взаимодействие микроконтроллера AVR с ПК через последовательный интерфейс ..........49
Программа HyperTerminal..........................................................................................................49
Определения для последовательной передачи данных по интерфейсу RS232............................50
Соединения внутри интерфейса RS232.....................................................................................51
Управляющие сигналы стандарта RS232...................................................................................52
Схема тестирования обмена данными по интерфейсу RS232.....................................................52
Программа тестирования...........................................................................................................54
Описание программы................................................................................................................59
Часть инициализации...............................................................................................................59
Основная программа.................................................................................................................60

Глава 3. Измерение напряжения с помощью микроконтроллеров AVR.....................................64
3.1. Встроенный АЦП микроконтроллеров AVR с разрешением десять разрядов .................... 64
Характеристики АЦП микроконтроллеров AVR.......................................................................64
Принцип работы........................................................................................................................65
Подача тактовых импульсов на АЦП.........................................................................................67
Входные каналы АЦП...............................................................................................................68
Режимы работы АЦП................................................................................................................68
Выбор входных каналов и источника опорного напряжения.....................................................71
Регистр ADMUX АЦП...............................................................................................................72
Регистровая пара ADCH:ADCL..................................................................................................73
Регистр управления и состояния ADCSRA................................................................................73
Подавление/предотвращение помех при аналого-цифровом преобразовании............................74
Примеры....................................................................................................................................77
Описание программы.................................................................................................................83
Часть инициализации................................................................................................................83
Основная программа..................................................................................................................83
Подпрограмма Out_Text.............................................................................................................84
Подпрограмма CalcResuit...........................................................................................................84
Подпрограмма SendResult..........................................................................................................85
Подпрограмма Div10..................................................................................................................85
Подпрограмма Mul_5.................................................................................................................85
3.2.Подключение микросхемы АЦП ADS7818 с разрешением 12 разрядов и интерфейсом SPI. 86
Технические данные ADS7818...................................................................................................86
Принцип работы ADS7818.........................................................................................................87
Процесс аналого-цифрового преобразования в ADS7818...........................................................89
Режим пониженного энергопотребления ADS7818.....................................................................90
Дополнительные режимы работы ADS7818................................................................................92
Изменение направления потока битов результата......................................................................92
Уменьшение разрешения ADS7818.............................................................................................92
Управление ADS7818 через интерфейс SPI микроконтроллера AVR..........................................95
Реализация последовательной передачи с помощью аппаратного интерфейса SPI ....................95
Реализация последовательной передачи с помощью программного интерфейса SPI..................97
Тестовая схема для проверки интерфейса АЦП микроконтроллера............................................97
Тестовая программа управления ADS7818 и выдачи результата
аналого-цифрового преобразования............................................................................................99
Описание программы................................................................................................................105
Часть инициализации...............................................................................................................105
Основная программа.................................................................................................................106
Подпрограмма обработки прерывания Display..........................................................................106
Подпрограмма Read_SPI...........................................................................................................106
Подпрограмма CalcResult..........................................................................................................106
Подпрограмма SendByte............................................................................................................107
Подпрограмма SendResult..........................................................................................................107
Подпрограмма Code_4...............................................................................................................107
Подпрограмма Get_7_Segm.......................................................................................................107
Подпрограмма Divl0..................................................................................................................107
Выводы.....................................................................................................................................107
3.3. Тестовая плата для микроконтроллера AT90S2313 и микросхемы AЦП ADS7818.............108

Глаba 4. Цифро-аналоговое преобразование с помощью микроконтроллеров AVR..................116
4.1. Цифро-аналоговое преобразование с использованием широтно-импульсной модуляции..116
Принцип цифро-аналогового преобразования с помощью ШИМ-сигнала................................116
Амплитудный спектр прямоугольных импульсов.....................................................................116
Среднее арифметическое выходного напряжения.....................................................................120
Практическая реализация АЦП с ШИМ....................................................................................121
Калибровка схемы....................................................................................................................123
Пример расчета параметров фильтра нижних частот................................................................124
Формирование ШИМ-сигнала с помощью Т/С1.......................................................................127
Аналоговое управление коэффициентом заполнения прямоугольных
импульсов напряжения.............................................................................................................128
Управление коэффициентом заполнения прямоугольных импульсов напряжения
с помощью Т/С1.......................................................................................................................128
Режим быстрой широтно-импульсной модуляции....................................................................130
Программа................................................................................................................................133
Описание программы................................................................................................................145
Тестовая программа..................................................................................................................150
ЦАП с управлением по прерыванию при использовании ШИМ-аккумулятора.........................157
Алгоритм формирования ШИМ-сигнала...................................................................................157
Пример ШИМ-генератора в качестве "виртуальной периферии"..............................................159
Описание программы................................................................................................................161
4.2. Цифро-аналоговое преобразование с помощью встроенного АЦП
микроконтроллера AVR............................................................................................................164
Практическая реализация ЦАП с помощью встроенного АЦП микроконтроллера AVR...........165
Алгоритм регулирования ЦАП.................................................................................................172
Пример применения.................................................................................................................776
Описание программы...............................................................................................................185
Часть инициализации..............................................................................................................185
Основная программа................................................................................................................185
Подпрограмма обработки прерывания по завершению АЦ-преобразования............................187
Подпрограмма Differenz...........................................................................................................188
Подпрограмма SendByte...........................................................................................................188
Подпрограмма GetByte.............................................................................................................188
Подпрограмма Out_Text...........................................................................................................188
Подпрограмма InText...............................................................................................................188
Подпрограмма Dekodieren........................................................................................................188
Подпрограмма Mul_10.............................................................................................................188
Подпрограмма Div_5...............................................................................................................189
Подпрограмма Verzoegerung....................................................................................................189
Выводы...................................................................................................................................189
4.3. Тестовая плата для различных применений микроконтроллера ATmega8 ...................... 189

СОДЕРЖИМОЕ ПРИЛАГАЕМОГО К КНИГЕ КОМПАКТ-ДИСКА.......................................199
Папка Applicat.........................................................................................................................199
Папка Datasheets.....................................................................................................................200
Папка Program........................................................................................................................200
Папка Tools............................................................................................................................200