Elektronski fakultet Ni Katedra za elektroniku SERIJSKA KOMUNIKACIJA

Elektronski fakultet Niš Katedra za elektroniku SERIJSKA KOMUNIKACIJA RAČUNARA I USART MODULA MIKROKONTROLERA PIC 16 F 877 A Dejan Lazić 10520 Ivan Novaković 10305

Prenos podataka (osnovne podele) n n (I) Serijski Paralelni (II) Asinhroni Sinhroni

Serijski prenos podataka n n n Prenose se podaci preko jedinstvene linije Laka detekcija grešaka Razvijeni su brojni pouzdani protokoli za serijski prenos

Paralelni prenos podataka n n n Veliki broj potrebnih veza (jedna linija po bitu podatka) Prenosi se n bitova istovremeno Koristi se, kada se prenose podaci na kraćim rastojanjima (sistemska magistrala procesora, GPIB magistrala itd. )

Asinhroni prenos podataka n n n Predajnik može da pošalje podatak bilo kada Asinhroni prijemnik ne regeneriše takt na osnovu dolazećeg signala Start-stop metodom se utvrđuje početak i kraj podatka

Sinhroni prenos podataka n n n Predajnik i prijemnik su sinhronizovani Predajnik generiše taktni signal koji se prenosi do prijemnika preko posebnog kanala ili je direktno regenerisan od strane prijemnika iz dolazećeg signala Princip regenerisanja takta kod ovog načina prenosa prikazan je na Slici

Sinhroni prenos podataka – ram podatka n n Uobičajeno se podaci predaju kao okviri, tj. ramovi (frame) fiksnog obima Svaku informaciju na početku i kraju prate preambule (preamble).

Serijski port n n n Bidirekcioni komunikacijski (COM) port Duplex ili half-duplex prenos Ima ugrađene FIFO bafere

Serijski port – EIA standard PARAMETAR način rada EIA 232 RS 423 -A RS 422 -A RS 485 nebalansirani diferencijalni 1 drajver 1 prijemnik 1 drajver 10 prijemnik 32 drajvera 32 prijemnika 15 1200 maksimalna brzina prenosa podataka [bps] 20 K 10 M maksimalni napon na zajedničkim krajevima [V] + 25 +6 6 do – 0. 25 12 do – 7 broj drajvera i prijemnika maksimalna dužina kabla [m]

Serijski port – DSUB konektori

Serijski port – signali 1/2 DSUB-25 DSUB-9 Signal Opis signala pin 2 pin 3 TD Transmit Data pin 3 pin 2 RD Receive Data pin 4 pin 7 RTS Request To Send pin 5 pin 8 CTS Clear To Send pin 6 DSR Data Set Ready pin 7 pin 5 SG Signal Ground pin 8 pin 1 CD Carrier Detect pin 20 pin 4 DTR pin 22 pin 9 RI Data Terminal Ready Ring Indicator

Serijski port – signali 2/2 Signal Opis signala Značenje signala TD Transmit Data Serijski izlaz podataka (TXD) RD Receive Data Serijski ulaz podataka (RXD) RTS Request To. Send Indicira spremnost modema za razmenu podataka CTS Clear To Send Kada modem detektuje signal "Carrier" od modema sa druge strane linije, onda ona postaje aktivna DSR Data Set Ready DCE signalizira da je spreman za rad SG Signal Ground Masa CD Carrier Detect DCE javlja da je veza uspostavljena DTR RI Data Terminal Ready Indicira DCE uređaju da je DTE spreman Ring Indicator Signalizira detekciju signala "zvona" na tel. liniji

USART Univerzalni sinhroni i asinhroni prijemnik/predajnik (USART) čine: n n n n n Takt generator, Delitelji frekvencije, Ulazni pomerački registar, Izlazni pomerački registar, Kontrolna logika čitanja i upisa, Kontrolna logika slanja i prijema, Bafer prijemnika (opciono), Bafer predajnika (opciono), FIFO (opciono).

USART – blok-šema čipa Intel 8251 A

USART – prenos podatak preko modema i telefonske linije

Mikrokontroler PIC 16 F 877 A

PIC 16 F 877 A – osnovne karakteristike 1/3 n n n RISC mikroprocesor visokih performansi 35 instrukcija obima jedne reči Radna frekvencija do 20 MHz Trajanje taktnog intervala 200 ns, pri frekvenciji 20 MHz Opkôd obima 14 bita Harverski magacin sa osam nivoa Tri načina adresiranja (direktno, indirektno i relativno) Programska flash memorija kapaciteta 8 k X 14 -bitnih reči Memorije za podatke tipa RAM kapaciteta 368 X 8 bita Memorije za podatke EEPROM tipa kapaciteta 256 X 8 bita Prekidi (do 14 izvora prekida) U/I portovi: A, B, C, D, E

PIC 16 F 877 A – osnovne karakteristike 2/3 n n n n n Tri tajmera: - Timer 0 (TMR 0): 8 -bitni tajmer/brojač_događaja - Timer 1 (TMR 1): 16 -bitni tajmer/brojač_događaja - Timer 2 (TMR 2): 8 -bitni tajmer/brojač_događaja 10 -bitni 8 -kanalni analogno-digitalni (A/D) konvertor Serijska komunikacija: MSSP, USART Paralelna komunikacija: PSP Power-on Reset - reset pri uključenju napajanja (POR) Power-up timer - unošenje kašnjenja nakon uključenja napajanja (PWRT) Oscillator Start-up Timer - unošenje kašnjenja nakon stabilizovanja radne frekvencije oscilatora (OST)

PIC 16 F 877 A – osnovne karakteristike 3/3 n n n n Sleep mode - režim rada sa malim utroškom energije Watchdog tajmer sa sopstvenim integrisanim RC oscilatorom za nezavisan rad Izbor tipa oscilatora Radni napon od 2 V do 5. 5 V Mala potrošnja energije: <0. 6 m. A pri naponu od 3 V i radnoj frekvenciji od 4 MHz 20µA pri naponu od 3 V i radnom taktu od 32 k. Hz <1µA u standby režimu rada.

PIC 16 F 877 A – arhitektura

PIC 16 F 877 A – programska memorija

PIC 16 F 877 A – registri

PIC 16 F 877 A – izbor kristala kvarca i keramičkih kondenzatora

PIC 16 F 877 A – blok šema A/D konvertora

mikro. C – softver za PIC mikrokontrolere n n n Kvalitetan editor sa automatskom kontrolom Jasan asemblerski kôd i standardna kompatibilnost generisanih HEX datoteka Preglednost strukture programa (kôda) Veliki broj integrisanih biblioteka i rutina, koje značajno ubrzavaju pisanje programa Detaljni izveštaji i grafičko predstavljanje mape RAM i ROM memorija, statistike kôda i slično.

mikro. C – osnovni prozor

mikro. C – UART terminal

mikro. C – parametri UART terminala Parametri koji se podešavaju: Serijski port (COM 1, COM 2, COM 3) n Brzina prenosa n Broj stop bitova (1, 1. 5 ili 2) n Izbor parnosti (bez, parna, neparna itd. ) n Broj bitova koji čine karakter (5, 6, 7 ili 8) n Uključivanje/isključivanje handshaking signala (RTS i DTR) n Izbor formata podatka koji se šalje (ASCII, HEX ili DEC) n Način slanja. n

mikro. C – tablica ASCII simbola

Programiranje mikrokontrolera n ü ü Za programiranje mikrokontrolera potrebni su Bootstrap loader (na primer ALLPIC) i Softver (na primer IC-Prog).

ALLPIC bootstrap loader n n n Jednostavan i jeftin (do 10 evra) Pripada grupi JDM loadera Programiranje preko serijskog porta.

ALLPIC – električna šema

IC Prog – softver za programiranje n n Jednostavan za korišćenje Kompatibilan sa 10 -ak bootstrap loadera

Projekat – električna šema

Projekat – štampana ploča

Projekat – osnovne komponente n n n n Napajanje preko linearnog regulatora napona LM 7805 Kvarc od 4 MHz Mikrokontroler PIC 16 F 877 A. Kolo za prilagođenje MAX 232 Dve LED (žuta i crvena) Tri tastera Potenciometar.

Projekat – komande 1/2 n n n n Isključivanje/gašenje obe LED Uključivanje/paljenje crvene LED (D 1) Paljenje žute LED (D 2) Paljenje obe LED Naizmenično paljenje žute i crvene LED u ukupnom trajanju od 2 s Generisanje sekvence_1 na D 1 (prati se osciloskopom) Generisanje sekvence_2 na D 1 (prati se osciloskopom) Generisanje sekvence_3 na D 1 (prati se osciloskopom)

Projekat – komande 2/2 n n n Generisanje sekvence_4 na D 2 (prati se osciloskopom) Generisanje sekvence_5 na D 2 (prati se osciloskopom) Generisanje sekvence_6 na D 2 (prati se osciloskopom) Merenje napona na potenciometru (P 1) Pritisak tastera SW 2.

Projekat – ilustracija slanja komandi

Zaključak n n n Opisani su prenos podataka, serijski port i USART čip Detaljno je obrađen mikrokontroler PIC 16 F 877 A Dat je prikaz softvera mikro. C Ilustrovan je proces programiranja mikrokontrolera PIC 16 F 877 A Realizovano je električno kolo koje omogućava komunikaciju računara i PIC 16 F 877 A preko USART-a Formirana je laboratorijska vežba koja demonstrira USART komunikaciju

Biografija prvog autora n n n n n Prezime: Lazić Ime: Dejan Datum rođenja: 30. 03. 1982. Nacionalnost: Srbin Bračno stanje: Neoženjen Vozačka dozvola: C kategorija Adresa: selo Stanjevo, 37230 Aleksandrovac E-mail: dejan 10520@yahoo. com Telefon: 037759207 Mobilni telefon: 064 24 23 102

Biografija prvog autora n Obrazovanje: Elektrotehnička škola Kruševac Smer: Elektrotehničar energetike, IV stepen n Menadžerske veštine: n Preduzimljivost, usredsređenost na razvoj, pregovaračke sposobnosti, samosvest, samopouzdanje, realističnost o svojim sposobnostima, sposobnost prihvatanja nejasne komunikacije, motiv za uspehom.

Biografija prvog autora n Sopstvene veštine: Orjentisanost ka ostvarenju zadatih ciljeva, postavljanje prioriteta, preuzimanje problema na sebe i rešavanje istih, komunikativnost, kreativnost, inovacije, spremnost na saradnju i rad pod stresom. n Poznavanje jezika: Engleski jezik – osrednje, Ruski jezik – osrednje. n Iskustvo sa kompjuterom: Operativni sistemi: Windows NT, XP. Programski paketi: MS Office, AHDL, Protel 2004 (DXP).

Biografija drugog autora n n n n n Prezime: Novaković Ime: Ivan Datum rođenja: 13. 10. 1981. Nacionalnost: Srbin Bračno stanje: Neoženjen Vozačka dozvola: B kategorija Adresa: Kneza Pavla 36, 37000 Krusevac E-mail: ivannovakovic 10305@gmail. com Telefon: 037490860 Mobilni telefon: 064 21 71 329

Biografija drugog autora n Obrazovanje: Elektrotehnička škola Kruševac Smer: Elektrotehničar automatike, IV stepen n Menadžerske veštine: n Preduzimljivost, usredsređenost na razvoj, pregovaračke sposobnosti, samosvest, samopouzdanje, sposobnost prihvatanja nejasne komunikacije, motiv za uspehom.

Biografija drugog autora n Sopstvene veštine: Preuzimanje inicijative, orjentisan ka ostvarenju rezultata, definisanje prioritetnih ciljeva i njihovo ostvarenje, rešavanje problema različite težine, komunikativnost, kreativnost, uvek spreman na saradnju i rad pod manjim stresom, međukulturalna osetljivost. n Poznavanje jezika: Engleski jezik – dobro. n Iskustvo sa kompjuterom: Operativni sistemi: Windows 95, 98, 2000, NT, XP. Programski paketi: MS Office, AHDL, Or. Cad 9. 2.