Изучение с учебным лабораторным стендом SDK-3.1

Министерство Науки и Образования РФ

Новосибирский Государственный Технический Университет

Кафедра ВТ

Лабораторные работы

по дисциплине «Микропроцессорные системы»

Лабораторный стенд SDK-3.1

Факультет: АВТ

Группа: АМ-215

Студенты: Белоглазов А.В., Дворкин А. Б., Манило А. С.

Преподаватель: Веприк

Новосибирск, 2006 г.

1. Учебный лабораторный стенд SDK-3.1

Учебный лабораторный стенд SDK-3.1 предназначен для освоения студентами архитектуры и методов проектирования микропроцессорных контроллеров и контроллерных сетей. SDK-3.1 построен на базе 16-разрядного микроконтроллера семейства F2MC-16LX фирмы Fujitsu с интерфейсом CAN2.0 — MB90F543.

Стенд SDK-3.1 позволяет изучать:

• Встроенные системы на базе микропроцессоров и однокристальных микроЭВМ на примере архитектуры семейства фирмы Fujitsu F2MC-16LX;
• Распределенные контроллерные системы сбора данных и управления на базе контроллерных сетей;
• Сети CAN2.0 и прикладные протоколы CANopen, DeviceNet, SDS (и аналогичные).

Контроллер SDK-3.1 позволяет:

• Организовывать вычислительную сеть на базе интерфейса CAN 2.0;
• Подключать стенд к персональному компьютеру с помощью инструментального канала RS232;
• Работать с часами реального времени;
• Организовывать хранение данные в энергонезависимой памяти EEPROM.

2. 16-разрядный микроконтроллер фирмы Fujitsu MB90F543

Изготавливаемые по CMOS технологии с топологическими нормами 0,5 мкм недорогие микроконтроллеры MB90F543 фирмы Fujitsu идеально соответствуют применениям, для которых необходимы: высокая производительность, обеспечивающая обработку в реальном масштабе времени, малое потребление и невысокая стоимость, но для которых необходим богатый и мощный набор периферийных устройств. Примерами таких применений могут служить автомобильные приборные панели и электроника управления сидениями, средства управления технологическими процессами, различные телевизионные и игровые приставки, измерительная аппаратура и многое другое. Особенностью этого микроконтроллера является наличие встроенного двухканального интерфейса CAN, совместимого со спецификациями версий 2.0А и 2.0В, обладающего гибкой системой буферизации сообщений, что расширяет его функциональность по сравнению с обычными модулями CAN.

Структурная схема микроконтроллера MB90F543 представлена на рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема микроконтроллера MB90F543

.

Отличительные особенности 16-разрядных микроконтроллеров MB90F543:

1. Тактирование

·  Умножение частоты при помощи ФАПЧ;

·  Частота генератора делится на 2 либо умножается на коэффициент от 1 до 4;

·  Минимальное время выполнения инструкции 62.5 нс (тактовая частота 4 МГц, умноженная на 4);

·  Вспомогательный генератор (32 кГц).

2. Набор инструкций оптимизирован для применений контроллера

·  Поддерживаемые типы данных (бит, байт, слово, двойное слово);

·  Мощная система команд (340 инструкций);

·  Типовые способы адресации (23 вида);

·  Модернизированные инструкции умножения/деления со знаком и инструкции RETI;

·  32-битный аккумулятор для упрощения операций, требующих высокой точности.

3. Набор инструкций оптимизирован под языки высокого уровня (С) и многозадачных систем

·  Добавлен указатель системного стека;

·  Введены инструкции циклического сдвига.

4. Увеличена скорость выполнения инструкций

·  4-байтовый конвейер инструкций.

5. Функция восстановления программ для 2-х указателей адреса
6. Улучшенная система прерываний

·  8-уровневая система прерываний с 34 источниками.

7. Система автоматической передачи данных, не использующая ресурсов ЦПУ

·  Расширенная система ввода-вывода (EI2OS).

8. Тип и размер встроенного ПЗУ

·  FLASH ПЗУ: 128Кбайт.

9. Высоко скоростной последовательный порт ввода-вывода (1Мбит на 16МГц).
10. Внутреннее ОЗУ: 6кБайт в отладочных версиях.
11. FLASH ПЗУ

·  Поддержка алгоритма автоматического программирования Embedded Algorithm™;

·  Команды Запись/Стирание/Стирание с приостановкой и возобновлением;

·  Флаг завершения;

·  Вектор аппаратного сброса на сектор загрузчика;

·  Конфигурация – загрузочные блоки;

·  Поблочное стирание;

·  Защита блоков при использовании внешнего напряжения программирования.

12. Функция пониженного энергопотребления

·  Режим «сна» (остановка системы тактирования ЦПУ);

·  Режим часов;

·  Режим полной остановки (выключены оба генератора);

·  Режим периодического включения ЦПУ;

·  Аппаратный режим stand-by.

13. Технологический процесс: 0.5 мкм КМОП.
14. Портов ввода-вывода общего назначения: 81.
15. Таймеры