Учебная плата для профильного обучения школьников микроконтроллерам семейства AVR

Разделы: Технология


Учебная плата предназначена для первоначального знакомства с однокристальными микроЭВМ семейства AVR фирмы Atmel. Она позволяет на практике научиться писать программы для микроконтроллеров этого семейства.

Технические характеристики учебной платы:

  • Микроконтроллер типа ATmega 8515 с памятью программ объемом 8 Кб;
  • Кварцевый резонатор на частоту 7.3728 МГц;
  • Встроенный стабилизатор напряжения 5В для питания схемы;
  • 8 красных светодиодов;
  • Клавиатура 4 х 4 (16 кнопок) от телефонного аппарата;
  • 3-х разрядный семисегментный светодиодный цифровой индикатор;
  • Алфавитно-цифровой ЖК индикатор;
  • Разъем для подключения программатора avreal;
  • Схема для подключения платы к СОМ-порту ПК;
  • 3 выхода для подключения внешних нагрузок (например, реле);

На рисунке представлен схематичный внешний вид платы:

Для питания платы применяется любой сетевой адаптер с выходным напряжением от 7,5 до 15 вольт, можно использовать зарядное устройство от мобильного телефона.

Для работы с платой нет необходимости что-либо собирать, она сразу готова к применению.

Плата позволяет на практике изучить следующие вопросы:

Применение следующих специализированных программ и устройств, применяемых при проектировании систем на основе микроконтроллеров:

  • Транслятор языка ассемблер avrasm;
  • Кросс компилятор языка C CodeVision AVR C;
  • Отладчик программ для микроконтроллера AVR Studio 4.08;
  • Программатор Avreal.

Применение типовых схемных решений:

  • Управление внешними устройствами на примере светодиодов;
  • Проверка состояния кнопок управления;
  • Управление алфавитно-цифровым жидкокристаллическим индикатором;
  • Управление 3-х разрядным 7-ми сегментным светодиодным индикатором (динамическая индикация );
  • Узел подключения микроконтроллера к СОМ-порту ПК;

Основы языка Си для программирования встроенных систем:

  • Управление внешними устройствами с помощью линий ввода / вывода портов;
  • Проверка состояния линий ввода/ вывода портов;
  • Формирование временных задержек с помощью циклов;
  • Использование встроенных в микроконтроллер таймеров/ счетчиков для точного формирования или отсчета временных интервалов;
  • Использование прерываний по внешнему сигналу;
  • Использование встроенного последовательного интерфейса для обмена данными между микроконтроллером и персональным компьютером посредством СОМ-порта;

Примеры возможных задач для выполнения с помощью платы:

  • Модель светофора (управление тремя светодиодами);
  • Бегущие огни;
  • Автомат световых эффектов (можно предложить учащимся посмотреть, как мигают буквы на рекламных вывесках и сделать что-то подобное);
  • Устройство, которое будет показывать номер нажатой кнопки на 7-ми сегментном светодиодном индикаторе;
  • Таймер с индикацией на алфавитно-цифровом ЖК индикаторе;
  • Секундомер с индикацией на алфавитно-цифровом индикаторе;
  • Прибор для измерения скорости вращения колеса (используется геркон, подключенный одному из внешних входов). Результат измерения пересылается на ПК с помощью последовательного порта;

Разумеется, приведенный выше перечень возможных учебных задач далеко не полный. Используя только встроенные в учебную плату узлы, можно реализовать очень много различных конструкций. Если же использовать внешние схемы, то возможности ограничиваются только вашей фантазией и умением эти внешние устройства собрать и правильно подключить к плате.