Введение 2
1.Обзор микроконтроллера ATmega8 и архитектуры AVR 3
1.1Краткая характеристика микроконтроллеров AVR 3
1.2Основные характеристики и структура ATmega8 3
1.3Роль модуля TWI в архитектуре ATmega8 9
2. Atmega 8 TWI(nринциnы работы) 10
2.1 Обзор TWI 10
2.2 Структура и регистры аппаратного обеспечения TWI 13
1. Регистр скорости передачи данных TWI (TWBR - TWI Bit Rate
Register) 13
2. Регистр управления TWI (TWCR — TWI Control Register) 14
3 Регистр состояния TWI (TWSR) 15
4 Регистр данных TWI (TWDR) 18
5. Регистр адреса TWI (TWAR — TWI Address Register) 19
3. Работа с датчиком DS1307 в Proteus 19
1. Введение DS1307 19
4. Реализация часов на базе ATMEGA 8 с использованием протокола связи TWI
и датчика DS1307 23
1. Кодирование 23
2. Соберите оригинал в proteus и запустите его 30
Заключение 32
Список использованных источников и литературы 33
В условиях стремительного развития встраиваемых систем и Интернета вещей (IoT) возрастает потребность в надежных и энергоэффективных решениях для межустройственной коммуникации. Одним из широко используемых протоколов является интерфейс TWI (Two-Wire Interface), также известный как I2C, отличающийся простотой реализации и возможностью подключения множества устройств к одной шине.
Микроконтроллер ATmega8, основанный на архитектуре AVR, представляет собой популярное решение в области встраиваемых приложений благодаря своей универсальности, невысокой стоимости и поддержке различных периферийных интерфейсов, включая TWI. Использование встроенного TWI-модуля позволяет организовать эффективный обмен данными между главным устройством и периферийными компонентами без значительной нагрузки на центральный процессор.
Настоящая работа посвящена изучению принципов функционирования интерфейса TWI в микроконтроллере ATmega8. Целью исследования является анализ механизмов реализации протокола I2C на уровне аппаратной архитектуры AVR и рассмотрение особенностей передачи данных в режиме ведущего и ведомого устройств.
Для достижения поставленной цели в работе рассматриваются архитектура микроконтроллера ATmega8, структура и назначение TWI-регистров, а также последовательность шагов, необходимых для инициализации и управления коммуникацией. Практическая часть включает реализацию обмена данными между ATmega8 и внешними устройствами по интерфейсу TWI.
Результаты исследования могут быть полезны как для начинающих разработчиков встраиваемых систем, так и для специалистов, работающих над созданием энергоэффективных и масштабируемых решений на базе
микроконтроллеров AVR.
В ходе выполнения данной работы была изучена работа интерфейса TWI (I2C) в микроконтроллере ATmega8, а также реализован практический эксперимент по взаимодействию с внешним модулем реального времени — DS1307. Проведённый анализ показал, что аппаратная реализация протокола FC на базе TWI-модуля позволяет организовать надёжную и стабильную передачу данных с минимальными временными затратами со стороны центрального процессора.
В процессе разработки были рассмотрены основные этапы настройки шины TWI: инициализация, установка адреса ведомого устройства, передача и приём данных, а также завершение сеанса связи. Все этапы были протестированы на практике, что подтвердило правильность теоретических выводов и работоспособность схемы.
DS1307 показал себя как удобное и широко применяемое решение для организации часов реального времени в встраиваемых системах. Благодаря взаимодействию с микроконтроллером через интерфейс TWI, удалось получить точные данные о текущем времени и дате, а также реализовать базовые функции отображения этих данных.
Таким образом, поставленная цель работы — исследование принципов работы TWI в ATmega8 и его применение для обмена данными с внешними устройствами — была успешно достигнута. Полученные знания могут быть использованы в дальнейших проектах, связанных с построением более сложных систем на основе микроконтроллеров AVR, включая системы автоматизации, учёта времени и событий, а также IoT-устройства.
