Přednáška A3B38MMP. Bloky mikropočítače vestavné aplikace, dohlížecí obvody. 2015, kat. měření, ČVUT - FEL, Praha J. Fischer

Transkript

1 Přednáška A3B38MMP Bloky mikropočítače vestavné aplikace, dohlížecí obvody 2015, kat. měření, ČVUT - FEL, Praha J. Fischer A3B38MMP, 2015, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL Praha 1

2 Hlavní bloky procesoru pro vestavné aplikace CPU vlastní jádro procesoru vnitřní paměť programu (ve formě ROM, Flash nebo SRAM) vnitřní paměť dat SRAM Generátor hodinového signálu, vnější s XTAL ( krystalem), vnitřní RC méně přesné jednotky procent, možná kalibrace resetovací obvod ( Reset, Por,..) dohlížecí obvod Watch dog monitorovací obvod kontrola napájení, monitorování teploty čipu, zálohování napáj. vybrané SRAM obvod reálného času RTC (Real Time Clock) jednotky čítačů, časovačů, (jednotky PCA programmable counter array, funkce input capture, output compare, high speed output),generátory PWM, vnitřní sběrnice, číslicové vstupně výstupní piny, analogové vstupy ( převodník A/D), analogové výstupy ( převodník D/A) A3B38MMP, 2015, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL Praha 2

3 STM8S105 -Mikrořadič, jednočipový mikropočítač pro vestavné aplikace 8- bitový obdobné periferie jako vyšší procesory I2C, SPI, ADC, PWM, Čítače A3B38MMP, 2015, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL Praha 3

4 Mikrořadič STM32F10x s jádrem ARM Cortex M3.Mikropčítač mikrořadič s jádrem ARM Cortex M3 bloky a periferie výklad na přednášce: A3B38MMP, 2015, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL Praha 4

5 Oscilátory HSE high speed ext. osc. - HSI high speed int. osc. LSI low speed int. RC osc. (40 khz) LSE low speed ext osc Hz LSI i LSE (i pro autowake) XTAL - oscilátor heslo interní RC oscilátor A3B38MMP, 2015, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL Praha 5

6 Reset mikroprocesorů -Reset procesorů uvedení do výchozího stavu po zapnutí napájení uvedení do výchozího stavu po zásadní chybě (návaznost watch dog) zastavení procesoru zamezení nesprávné činnosti vstup pro reset možno připojit tlačítko, časovací obvod s RC článkem, interní Schmittův klopný obvod korektní logické úrovně do vnitřního obvodu bloku reset. Bloky mikropočítače - POR, BOR, Watch dog POR Power On Reset procesor obsahuje interní resetovací obvod bez potřeby připojení vnějších součástek, v řadě procesorů obsažen blok POR BOR Brown Out Reset obvod zajišťující reset procesoru při poklesu napájecího napětí procesoru pod nastavenou úroveň (např. 0,2 až 0,3 V oproti standardní napájecí úrovni), Watch dog - generace Reset při výpadku nulování obvodu Watch dog A3B38MMP, 2015, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL Praha 6

7 Externí dohlížecí obvod typu Watchdog Power supply voltage monitor funkce Watch dog dohlížení na správným během programu procesoru, periodická monitorování napájení,reset -ADM706 T V REF = 3,08 V MR manual reset (debounced) debounced- potlačeno působení případných zákmitů resetovacího tlačítka watchdog timer 1, 6 s reset impuls 200 ms garance /RESET i při U CC = 1V (Watchdog - analogie: řidič. ja nespím,, ja nespím (WDI),.. chrrrr spolujezdec ( watchdog) probud se nespi! (WDO na reset) A3B38MMP, 2015, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL Praha 7

8 Dohlížecí obvod ADM706 Power supply voltage monitor kontrola napájecího napětí. vstup PFI (power fail input) monitorování napětí na kondenzátorech před vstupem do regulátoru napětí např. + 5 V, na vstup LF33 výstup 3,3 V pokles ( input power pod 4,5 V- signalizace, alarm nemaskovatelné přerušení, urychlené uložení důležitých údajů do zálohovaném paměti CMOS SRAM před zastavením procesoru při dalším poklesu napětí (Analog. potápíme se zachraň se kdo můžeš, vezmi to nejnutnější, dokuď jsme ještě nad vodou na kondenzátorech je ještě energie na velmi krátkou dobu provozu mikropočítače, kdy se zachrání nejnutnější data) A3B38MMP, 2015, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL Praha 8

9 Převodníky A/D autonomní funkce Převodníky AD, interní převodníky, aproximační, 8 -, 12- bitové Přídavné funkce logiky A/D, hlídání mezí změřeného napětí, jeden kanál nebo všechny kanály, (horní, nebo dolní mez) příp. přerušení odlehčení procesoru, kontrola mezí pomocí HW monitorování napětí, provedení u STM 32, implementace u řady dalších up. A3B38MMP, 2015, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL Praha 9

10 DMA DMA Direct memory access analogiepřenos typu: paměť paměť, paměť periferie periferie paměť Přenos celého bloku dat najednou, přenos bloku po jednotlivých byte, slovech,.. např. čtená dat z AD do paměti generování signálu pomocí D/A, data z paměti do DA uložení zachycených dat v čítačové jednotce ( input. capture) plnění dat do čítačových jednotek - output compare) spolupráce s rozhraními při přenosu dat Ethernet, UART, USB, SPI, IIC bus, viz heslo DMA u STM32F207 CD STM32F207_data.pdf A3B38MMP, 2015, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL Praha 10