ВВЕДЕНИЕ 3
1. ОБЗОРНАЯ ЧАСТЬ 5
1.1. Оценочный комплект Dream Catcher ME2100 5
1.2. Среда разработки ПО Eclipse 7
1.3. OLED-дисплей Winstar WEH001602A 9
1.4. Варианты подключения дисплея WEH001602A к МК ME2100.... 16
2. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ УСТРОЙСТВА 21
2.1. Разработка блок схемы конвертера интерфейсов UART-6800 21
2.2. Разработка электрической схемы конвертера интерфейсов 22
2.3. Разработка программы управления дисплеем WEH001602A 25
2.4. Монтаж конвертера интерфейсов UART-6800 29
2.5. Подключение конвертера UART-6800 к ME2100 31
3. ТЕСТИРОВАНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ УСТРОЙСТВА 33
3.1. Тестирование конвертера UART-6800 и исправление ошибок 33
3.2. Применение конвертера UART-6800 в учебном процессе 35
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 37
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 38
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 40
Функциональная блок-схема микроконтроллера Atmel AT91RM9200 ... 40
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 41
Исходный код программы для МК ADuCM360 41
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Автоматизированные системы сбора данных (АССД) на базе микроконтроллеров (МК) являются гибким и функциональным инструментом научно-исследовательской деятельности, получившим в последние годы широкую распространенность. Функциональность данных систем обусловлена структурой современных микроконтроллеров, которые могут содержать на одном кристалле процессор, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), таймеры, различные интерфейсы ввода/вывода, аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи и другие периферийные устройства. Гибкость данных систем объясняется переходом на языки высокого уровня, а также возможностью изменять программу, выполняемую микроконтроллером, по нужды пользователя. Переход на языки программирования высокого уровня, являющийся следствием возросшей производительности и увеличения объема запоминающих устройств, позволил упростить процесс работы с микроконтроллерами, сделав их программирование доступным для более широкого круга людей.
На сегодняшний день одним из наиболее актуальных семейств микроконтроллеров является семейство на базе ядер, использующих архитектуру ARM (Advanced RISC Machine). Основным преимуществом процессорных ядер ARM является низкое энергопотребление, являющееся следствием использования сокращенного набора команд RISC (Reduced Instruction Set Computer). Это обстоятельство в сочетании с достаточной для большинства задач производительностью делает микроконтроллеры на базе ARM наиболее привлекательными для использования в научно-исследовательской деятельности, особенно в качестве основы для автоматизированных систем сбора данных.
Dream Catcher ME2100 - оценочный комплект на базе микроконтроллера Atmel AT91RM9200, нацеленный на изучение особенностей работы микроконтроллеров семейства ARM9 во встраиваемых системах. Atmel AT91RM9200 представляет собой 32-битный МК с производительностью до 200 MIPS, имеет по 16 Кбайт кэш-памятей инструкций и данных, 16 кбайт SRAM-памяти и 128 кбайт ROM-памяти. Оценочная плата комплекта содержит коннекторы для интерфейсов USB и USB-UART, интерфейс для работы с мультимедийными картами (MCI), интерфейс Ethernet. На оценочной плате также располагаются элементы управления и индикации.
Описанные выше технические характеристики делают данный комплект перспективным для использования как в научной работе, так и в качестве основы для лабораторных практикумов, что может потребовать подключения к оценочной плате различных дополнительных устройств. Одним из подобных устройств является символьный OLED-дисплей, который удобно использовать для отображения результатов работы выполняемых на микроконтроллере программ.
Цель работы: подключение OLED-дисплея к микроконтроллерной системе Dream Catcher ME2100
Для выполнения поставленной цели решались следующие задачи:
1) изучение устройства микроконтроллерной системы ME2100;
2) освоение среды разработки программного обеспечения (ПО) - Eclipse;
3) обзор вариантов подключения OLED-дисплея к ME2100;
4) аппаратная реализация подключения OLED-дисплея к ME2100;
5) программная реализация алгоритма для управления OLED-дисплеем;
6) тестирование и откладка готового устройства.
В ходе выполнения бакалаврской работы были решены следующие задачи:
1) изучено устройство микроконтроллерной системы Dream Catcher ME2100, а также порядок работы с системой;
2) освоена среда разработки программного обеспечения Eclipse, получены навыки создания, компиляции и отладки собственных проектов;
3) проведён обзор вариантов подключения OLED-дисплея к МК ME2100 и выбран вариант, пригодный для реализации;
4) реализована аппаратная составляющая подключения OLED-дисплея к ME2100, представляющая собой конвертер интерфейсов UART-6800, собранный на базе МК ADuCM360;
5) реализована программа на языке C для управления OLED-дисплеем и вывода данных;
6) осуществлено тестирование и откладка готового устройства, исправлены выявленные ошибки работы устройства;
7) подготовлено методическое пособие по выполнению лабораторной работы, использующей разработанное устройство.
В завершение, следует еще раз отметить, что разработанный в ходе бакалаврской работы способ подключения символьного OLED-дисплея Winstar WEH001602A к микроконтроллерной системе Dream Catcher ME2100 можно с успехом применять как в научно-исследовательской деятельности, так и в учебном процессе. Примером использования разработанного устройства в учебном процессе является лабораторная работа, описанная в методическом пособии, подготовленном в ходе выполнения бакалаврской работы. Результаты работы докладывались на итоговой научной конференции кафедры радиоастрономии и на студенческой конференции Института Физики 2016-го года.
