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
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
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
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
Oscilátory HSE high speed ext. osc. HSI high speed int. osc. LSI low speed int. RC osc. (40 kHz) LSE low speed ext osc. 32768 Hz LSI i LSE (i pro autowake) XTAL - oscilátor heslo interní RC oscilátor
A3B38MMP, 2015, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL Praha
5
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
Externí dohlížecí obvod typu Watchdog Power supply voltage monitor funkce Watch dog dohlížení na správným během programu procesoru, periodická monitorování napájení,reset -ADM706 T VREF = 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 UCC = 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
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
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
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 CD00237391___STM32F207_data.pdf
A3B38MMP, 2015, J.Fischer, kat. měření, ČVUT - FEL Praha
10
