Вас вітає Наукова спільнота!

Вітаємо на нашому сайті

ЗАСТОСУВАННЯ МІКРОПРОГРАМУВАННЯ ДЛЯ СТВОРЕННЯ СПЕЦІАЛІЗОВАНОГО ОБЧИСЛЮВАЧА

01.09.2021 20:36

[1. Інформаційні системи і технології]

Автор: Александрюк В.І., студент, кафедра професійної та технологічної освіти і загальної фізики, Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича; Деревянчук О.В., канд. фіз.-мат. наук, доцент, кафедра професійної та технологічної освіти і загальної фізики, Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича


Proteus Design — пакет програм для автоматизованого проєктування (САПР) електронних схем. Пакет являє собою систему схемотехнічного моделювання, що базується на основі моделей електронних компонентів, прийнятих в PSpice. Відмінною рисою пакету Proteus Design є можливість моделювання роботи програмованих пристроїв: мікроконтролерів, мікропроцесорних систем, DSP і ін. 

Задачею даної роботи є створення спеціалізованого обчислювача, який здійснює точний обрахунок заданого виразу і виводить результат. Враховуючи призначення пакету Proteus, саме його було вибрано для проектування спеціалізованого обчислювача, який забезпечує математичну обробку інформаційних сигналів {xi}, за заданою функціональною залежністю. Досягти цього можна, створивши робочу схему, проте її склад може суттєво відрізнятися.

В роботі використовувалась елементна база на КМОН логіці, що підвищує швидкість роботи і зменшує напругу живлення пристрою, оскільки в цій логіці використовуються польові транзистори (в більшості випадків енергія використовується для перемикання станів).

Одним з рішень є використати програмований мікроконтролер, в якому ми пропишем алгоритм взаємодії з вхідними блоками і вивід результату. Таким є мікроконтролер ATmega88, що являє собою 8-ми бітний мікроконтролер з вбудованими 8 Кб пам’яті.

Програмування на мікроконтролері здійснюється мовою С. По суті, це — однокристальний комп'ютер, що включає в себе мікропроцесор, блоки пам'яті для збереження коду програм і даних, порти вводу-виводу і блоки зі спеціальними функціями (лічильники, компаратори, АЦП та інші). і здатний виконувати прості завдання.

Використання однієї мікросхеми значно знижує розміри, енергоспоживання і вартість пристроїв, побудованих на базі мікроконтролерів.

В результаті такого рішення схема значно спростилась, адже тепер нам потрібний лише вхідний код та блок керування, який передає сигнали на ATmega88, та блок виводу результату.

На противагу, розробка традиційними методами складніше в багато разів. Необхідно проаналізувати вираз та знайти там закономірності для розбиття складної формули на сукупність простих обчислень. Для кожної операції побудувати свій апаратний блок. Поєднати блоки між собою і створити блок керування, який буде виконувати дані операції в заданій послідовності. 

Отже, використання мікроконтролерів сильно спрощує розробку. Вміння, здобуті в ході виконання даної роботи, можна застосовувати при програмуванні трекерів та інших пристроїв інтернету речей, які набувають все більшого поширення у світі.

Література:

1. Бабич М.П, Жуков І.А.Комп’ютерна схемотехніка. Навчальний посібник. – К.: МК-Прес, 2004. – 412 с.   

2. Анісімов А.В. Інформаційні системи та бази даних: Навчальний посібник для студентів факультету комп’ютерних наук та кібернетики. / Анісімов А.В., Кулябко П.П. − Київ. – 2017. – 110 с.

3. William Stallings "Computer Organization And Architecture".



допомога Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter
Конференції

Конференції 2021