МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА» Кафедра “Захист інформації”
Вивчення внутрішніх модулів та режимів роботи AVR-мікроконтролерів Мета роботи – ознайомитись з роботою внутрішніх модулів (таймерів, компаратора, EEPROM), системою переривань та внутрішніми режимами роботи AVR-мікроконтролерів. Розширити навики створення та відладки програмно-апаратних засобів на основі мікроконтролерів сімейства AVR в програмах AVR Studio та Proteus 7. 1. ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ 1.1. Обробка сигналів охоронних давачів аналоговим компаратором В охоронних системах, вимірювальній та спеціальній апаратурі для захисту інформації від витоку по технічних каналах використовуються давачі як з цифровими так і аналоговими виходами. Давачі з аналоговими виходами (п’єзоелектричні давачі руху, піроелектричні давачі диму і вогню, давачі розбиття скла, різні температурні давачі) формують на своєму виході неперервний сигнал, який в подальшому, як правило, оцифровується аналого-цифровим перетворювачем (АЦП) та фільтрується мікроконтролером (МК) для визначення умови спрацювання. Мікроконтролер AT90S2313 вбудованого АЦП немає, але в ньому присутній модуль аналогового компаратора, який може бути ефективно використаний для визначення умови спрацювання охоронного давача (мікроконтролери AVR сімейства Mega та деякі МК сімейства Classic мають вбудований 10-розрядний АЦП). Аналоговий компаратор МК дозволяє порівнювати значення напруг, присутніх на двох виводах: неінвертуючому - AIN0/PB0 та інтвертуючому - AIN1/PB1 МК. Результатом порівняння є логічне значення, яке може бути прочитане з програми. За результатами порівняння може бути згенероване переривання. Щоб вказані лінії могли використовуватись аналоговим компаратором, вони повинні бути сконфігуровані як входи. Крім того необхідно відключити внутрішні підтягуючі резистори, записавши логічний 0 у відповідні розряди регістра PORTB. Структурна схема аналогового компаратора наведена на рис. 1.
Рис. 1. Модуль аналогового компаратора МК AT90S2313 Управління компаратором і контроль його стану здійснюються з допомогою регістра вводу-виводу ACSR (Analog Comparator Status Register). Формат цього регістру:
ACD – включення компаратора (0 – включений, 1 – виключений). ACO – результат порівняння (вихід компаратора). ACI – прапорець переривання від компаратора; ACIE – дозвіл переривання від компаратора; ACIC – підключення компаратора до схеми захвату таймера/лічильника Т1 (1 – підключений, 0 – відключений); ACIS1:ACIS0 – умова виникнення переривання від компаратора. Якщо напруга на неінвертуючому виводі AIN0 більша за напругу на виводі AIN1, то результат порівняння буде рівний 1, інакше 0. Цей результат (стан виходу компаратора) зберігається в розряді ACO регістра ACSR. Розряд ACD відповідає за включення і виключення компаратора. Компаратор автоматично включається при подачі напруги живлення на МК. Щоб його виключити, розряд ACD слід встановити в 1. У відповідності з результатом порівняння схема компаратора може генерувати запит на переривання. Якщо стан виходу компаратора (розряд ACО) змінився заданим чином, встановлюється прапорець переривання АСІ регістра ACSR і генерується запит на переривання. Цей прапорець скидається апаратно при запуску підпрограми обробки переривання або програмно – записом в нього логічної 1. Для дозволу переривання необхідно встановити в 1 розряд АСІЕ регістра ACSR. Умова генерації запиту на переривання від компаратора визначається станом розрядів ACIS1:ACIS0. ACIS1 ACIS0 Умова  0 0 Будь-яка зміна виходу компаратора.  0 1 Зарезервовано.  1 0 Зміна стану виходу компаратора з 1 на 0.  1 1 Зміна стану виходу компаратора з 0 на 1.  Нехай наприклад, аналоговий давач формує на своєму виході сигнал в межах від 0 до 5 В. При досягненні напругою значення 3.2 В вважається, що відбулося спрацювання давача і потрібно включити тривогу. Відстежувати досягнення значення 3.2 В можна з допомогою наступної схеми (рис. 2).
Рис. 2. Задання порогу с...