3.2 Выбор ци

В качестве 7-сегментного индикатора был выбран 8-позиционный индикатор 7SEG-MPX8-CA-BLUE, изготавливаемый по схеме с общим анодом. Несмотря на некоторую избыточность позиций, он предпочтительнее 6-позиционного, поскольку выводимые 5 цифр будут иметь интуитивно понятный формат; при этом проигрыш по стоимости незначительный(порядка 0,2$).

4 Принципиальная электрическая схема

Принципиальная электрическая схема МПУ приведена в приложении А, спецификация элементов – в приложении Б.

Основным элементом проектируемого МПУ является ОМК U1, обеспечивающий управление и сопряженную работу всего устройства.

Ввод параметров раскроя осуществляется с клавиатуры; защитные диоды U2.A – U2.D предназначены для блокировки одновременного нажатия клавиш в столбце.

Кнопка BTN1 позволяет установить запрос внешнего прерывания INT0; резистор R1 ограничивает возможные токи наводки и обеспечивает защиту от помех. Преобразователь ТТЛ-уровней в дифференциальные сигналы U3, будучи подключенным к приемопередатчику RS-232, обеспечивает связь с внешним приемником по интерфейсу RS-485.

ЦИ DI обеспечивает отображение введенных параметров и текущее состояние технологического процесса в режиме реального времени под управлением ОМК.

В устройстве реализована схема сброса; она представлена кнопкой, подключенной ко входу RESET контроллера, и стабилизирующими элементами(резистором R2 и конденсатором С1).

5 Программное обеспечение

С учетом характера поставленной задачи и характеристик выбранного ОМК в качестве языка программирования был выбран язык высокого уровня СИ; это позволило значительно ускорить и упростить разработку.

В качестве среды разработки была выбрана CodevisionAVR. Среди основных достоинств стоит особо выделить возможность генерация программного кода конфигурации ОМК. Однако компилятор CodevisionAVR имеет ряд недостатков, поэтому при разработке проекта был использован компилятор WinAVR. Он позволяет сформировать достаточно полный файл отладки(.coff), позволяющий без труда посмотреть значения всех объявленных переменных, а также ход алгоритма.

Разработка и отладка проекта производилась в системе моделирования ISIS Proteus. Данная система содержит обширную библиотеку ОМК и внешних компонентов, имеет развитый интерфейс пользователя, а разработка проекта включает создание принципиальной электрической схемы.

Система моделирования ISIS Proteus является достаточно распространенной и, как следствие, имеет подробную документацию сопровождения, в которой описана методика работы с симулятором и приведены примеры программирования.

Листинг программы приведен в приложении В.

6 Алгоритм тестирования

Тестирование микропроцессорного устройства является одним из важнейших этапов проектирования. Тестирование выполняется при включении МПУ и, в зависимости условий работы, может повторяться с определенной периодичностью. При проверке работоспособности МПУ в условиях эксплуатации используются специализированные тестовые программы, отражающие специфику работы конкретного устройства.

Тестирование проектируемого МПУ должно охватывать следующие элементы:

1. Тестирование ПЗУ с помощью метода контрольной суммы, при котором содержимое всех ячеек ПЗУ суммируется без учета переноса, а полученная сумма сравнивается с контрольной.

2. Тестирование ОЗУ. Работоспособность ОЗУ определяется посредством контроля статических, динамических параметров и функционирования на алгоритмических тестах. Для определения неисправности отдельных разрядов или ячеек ОЗУ целесообразно использовать тест "бегущая строка", который позволяет обнаруживать чувствительность соседних линий данных к перекрестным наведенным помехам, проявляющимся в двух соседних разрядах при считывании из проверяемой ячейки состояния "1". Также следует произвести поиск неисправностей, связанных с коротким замыканием в шине адреса.

3. Тестирование портов ввода-вывода. В этом случае используются тесты, аналогичные тестам ОЗУ и "заглушки", соединяющие входы и выходы соответствующих портов.

4. Тестирование счетчиков-таймеров и подсистемы прерываний с помощью реализации процедуры измерения одним из счетчиков известного сигнала, сформированного другим счетчиком по прерыванию.