Учебный стенд СУ-МК-AVR предназначен для изучения устройства микроконтроллеров семейства AVR, современной элементной базы, входящей в состав типичных устройств, базирующихся на применении микропроцессорной техники.
Стенд позволяет исследовать законченные устройства на базе программируемых микроконтроллеров, решать специфичные задачи по управлению объектами, сбору, хранению и обработке информации.
В корпусе стенда размещены:
- микроконтроллер ATMega 128-16 AU;
- модуль JTAG ICE , позволяющий осуществлять аппаратную внутрисхемную отладку (OCD) пользовательской программы;
- дискретные переключатели (10 переключателей);
- дискретные светодиодные индикаторы (10 светодиодов);
- динамический 7-ми сегментный индикатор (8 символов);
- жидкокристаллический матричный индикатор (2 строки по 16 символов);
- матричная клавиатура (12 клавиш);
- цифроаналоговый преобразователь;
- имитаторы аналоговых сигналов для исследования работы АЦП;
- аналого-цифровой преобразователь (3 канала);
- индикатор уровня аналогового сигнала для исследования работы ЦАП;
- порт USB;
- последовательный порт RS232;
- гальваноразвязанный последовательный порт RS 422
- гальваноразвязанный последовательный порт RS 485
- энергонезависимая последовательная память dataflash объемом 528 кБ для хранения пользовательских программ и данных;
- энергонезависимая последовательная память FRAM объемом 512 байт для хранения пользовательских данных;
- энергонезависимые часы реального времени;
- полупроводниковый термодатчик с диапазоном измерения от -55 С до +125 С;
- шина SPI;
- шина I2C;
- шина SD/MMC;
- разъемом для подключения SD Memory Card;
- разъемом расширения для подключения внешних устройств.
Все перечисленные устройства (за исключением JTAG ICE) являются программно-доступными для пользователя.
Работа стенда возможна в следующих режимах:
- режим загрузки программы пользователя;
- режим внутрисхемной отладки программы пользователя;
- режим выполнения программы пользователя в реальном масштабе времени (Real Time Mode).
Режим внутрисхемной отладки программы пользователя обеспечивает следующие возможности:
- отслеживание выполнения программы по ее исходному тексту (разработанному как на ассемблере так и на языке С);
- пошаговую отладку программы;
- останов программы, запущенной в режиме реального времени, при помощи программных и аппаратных точек останова;
- модификацию «на лету» пользовательских переменных и регистров ввода вывода.
Стенд предназначен для использования в составе компьютерных классов. Загрузка пользовательской программы, переключение режимов работы стенда осуществляется по интерфейсу RS 232 с персонального компьютера. Учебный стенд комплектуется полным техническим описанием и набором методических указаний к лабораторным работам. Методические указания ориентированы на использование интегрированной среды разработки AVR Studio совместно с компилятором языка программирования С, входящим в программный пакет WinAVR, позволяющих разрабатывать программы на языке ассемблера и на языке высокого уровня С с возможностью отладки в режиме симулятора. Все программное обеспечение является бесплатным и может свободно использоваться в образовательных целях.
1. Исследование устройства принципа действия и работы учебного стенда СУ-МК-AVR.
2. Изучение программного обеспечения лабораторного стенда и системы команд микроконтроллеров AVR.
3. Разработка типовых программ обработки информации.
4. Изучение системы программирования микроконтроллеров AVR с помощью языка программирования С.
5. Исследование устройств ввода-вывода дискретных сигналов в микропроцессорных системах.
6. Исследование портов ввода вывода дискретных сигналов.
7. Реализация временных функций в микропроцессорных системах управления.
8. Исследование ввода информации при помощи клавиатуры.
9. Исследование работы устройства динамического отображения информации.
Расширенный курс лабораторных работ (дополнение к основному курсу):
10. Исследование устройства и работы матричного жидкокристаллического индикатора.
11. Исследование организации и работы двух проводного последовательного интерфейса TWI (I2C).
12. Исследование организации и работы последовательного периферийного интерфейса SPI.
13. Исследование организации и работы шины 1-Wire.
14. Исследование средств ввода аналоговой информации в микроконтроллер.
15. Исследование средств вывода аналоговой информации.
16. Исследование работы энергонезависимой памяти.
17. Исследование работы универсального асинхронного приемопередатчика UART.
18. Исследование процесса обмена информацией между персональным компьютером и микроконтроллером при помощи интерфейса RS-232.
19. Исследование процесса обмена информацией между персональным компьютером и микроконтроллером при помощи интерфейса USB.
20. Исследование процесса обмена информацией между персональным компьютером и микроконтроллером при помощи интерфейсов RS-485/RS-422.
21. Исследование работы часов реального времени и реализация функций календаря в микропроцессорных системах.
22. Исследование процесса самопрограммирования микроконтроллеров AVR.
