Laborationskort - ML4

Transkript

1 microlf ML Laborationskort - ML ML är ett enkelt laborationskort avsett för inledande laborationsövningar i Datorteknik. Kortet innehåller 0 olika sektioner som enkelt kopplas samman via 0-polig flatkabel. Varje sektion illustrerar någon form av yttre enhet, exempelvis: digital input, dip-switch, AD-omvandlare och läsgaffel, digital output, -segments indikator, DA-omvandling och stegmotor. microlf, -00, Alla rättigheter förbehålles

2 microlf ML Översikt ML är ett generellt användbart laborationskort som består av två huvuddelar, en buffertdel mot mikrodatorsystemet och en laborationsdel innehållande olika fristående sektioner. För att använda laborationssektionerna ansluts kablage mellan buffertdelen och de fristående sektionerna. Buffertdel Anslutning för strömförsörjning Laborationssektioner Anslutning mot mikrodatorsystemet Figur. Översikt, ML I Figur visas också den -poliga anslutning till laborationsdatorn (mikrodatorsystemet) och anslutningen för strömförsörjning (+V). Buffertdelen på ML består av OUTPUT PORT A för att ge utdata från mikrodatorsystemet INPUT PORT B för att ge indata till mikrodatorsystemet De olika fristående laborationssektionerna består av -SEGMENT DISPLAY för visning av hexadecimala tal DIP-SWITCH INPUT för att kunna ge olika indata till mikrodatorsystemet D/A-CONVERTER för att illustrera hur ett mikrodatorsystem kan ge kontinuerliga utsignaler A/D-CONVERTER för att illustrera hur ett mikrodatorsystem kan omvandla en kontinuerlig spänning (analog mot någon fysikalisk storhet) till ett digitalt format TIMER I/O för att illustrera hur en räknarkrets i ett mikrodatorsystem, kan användas för realtidsapplikationer STEPPING MOTOR (stegmotor) för att illustrera hur enkla mekaniska komponenter kan styras från ett mikrodatorsystem PHOTOSWITCH (läsgaffel) för att illustrera hur mekaniska system kan förses med givare anpassade för ett mikrodatorsystem microlf, -00, Alla rättigheter förbehålles

3 microlf ML Figur visar de olika sektionernas placering på ML. -SEGMENT SIFFERINDIKATOR D/A-OMVANDLARE RÄKNAR UTGÅNG STEGMOTOR PORT A UTGÅNG PORT B INGÅNG STRÖM- BRYTARE A/D OMVANDLARE RÄKNAR INGÅNG LÄS GAFFEL Figur. ML s olika sektioner. microlf, -00, Alla rättigheter förbehålles

4 Buffertdel microlf ML ML innehåller en buffertdel som fungerar som gränssnitt mellan mikrodatorsystemet och laborationssektionerna. Gränssnittet består av två delar, PORT A och PORT B. Båda portarna är -bitars parallella portar och är försedda med lysdioder för att indikera höga respektive låga nivåer. Portarna ansluts till mikrodatorsystemet via den gemensamma anslutningen P. P, Pin P, Pin PORT A P, Pin PORT B I Tabell beskrivs P s anslutningar. Figur. Buffertdel. Tabell. Anslutning P. Pin Namn In/Ut Hög/Låg Funktion GND Jord GND Jord NC Ej ansluten NC Ej ansluten NC Ej ansluten TGATE UT LÅG Gate-ingång, räknare PA0 IN HÖG Port A0 PA IN HÖG Port A PA IN HÖG Port A 0 PA IN HÖG Port A PA IN HÖG Port A PA IN HÖG Port A PA IN HÖG Port A PA IN HÖG Port A PB0 UT HÖG Port B0 PB UT HÖG Port B PB UT HÖG Port B PB UT HÖG Port B PB UT HÖG Port B 0 PB UT HÖG Port B PB UT HÖG Port B PB UT HÖG Port B TIN UT HÖG Räknar ingång TOUT IN HÖG Räknar utgång NC Ej ansluten NC Ej ansluten In/Ut anger om signalen går ut eller in från anslutning P (från /till ML). Hög/Låg anger om signalen är aktiv låg eller hög. microlf, -00, Alla rättigheter förbehålles

5 Port A microlf ML PORT A är en -bitars parallell ingång till ML för att visa utdata från mikrodatorsystemet. PORT A består av lysdioder för att visa utdatas nivåer. Vidare finns anslutning P och stiftlist SL för att koppla utdata vidare till de olika laborationssektionerna. P, Pin P, Pin Lysdiodramp Bit Bit 0 Bit Bit Bit Bit 0 Figur. OUTPUT PORT A Figur visar ett blockdiagram över port A. För en mer detaljerad beskrivning hänvisas till kretsschema i Appendix. Anslutning (P) Buffert (U) Anslutning (P) Stiftlist (SL) Lysdioder (U) Figur. Blockdiagram över PORT A Pinnarnas placering i anslutning P visas i tabell. Tabell. Pinplacering anslutning P. Pin Namn Funktion Pin Namn Funktion NC Ej ansluten PA0 Bit0 PA Bit PA Bit PA Bit PA Bit PA Bit PA Bit PA Bit 0 NC Ej ansluten microlf, -00, Alla rättigheter förbehålles

6 Port B microlf ML PORT B är en -bitars parallell utgång från ML för att ge indata till mikrodatorsystemet. Nivåerna i PORT B indikeras av lysdioder. Det finns en anslutning P och en stiftlist SL för att koppla signaler från de olika laborationssektionerna till mikrodatorsystemet. P, Pin P, Pin Bit Bit 0 Lysdiodramp Bit Bit Bit Bit 0 Figur. OUTPUT PORT B. Figur visar ett blockdiagram över PORT B. För ytterligare detaljer hänvisas till kretsschema i Appendix. Anslutning (P) Buffert (U) Anslutning (P) Stiftlist (SL) Lysdioder (U) Figur. Blockdiagram över PORT B. Tabell visar pinnarnas placering hos anslutning P. Tabell. Pinplacering anslutning P. Pin Namn Funktion Pin Namn Funktion NC Ej ansluten PB Bit PB Bit PB Bit PB Bit PB Bit PB Bit PB Bit PB0 Bit 0 0 NC Ej ansluten microlf, -00, Alla rättigheter förbehålles

7 -segments indikator microlf ML På ML finns en -segments indikator för att visa hexadecimala siffror. Denna kan drivas av buffert U på port A. -segments indikatorn ansluts via anslutning P. P, Pin P, Pin -Segments indikator Figur. -SEGMENT DISPLAY. Figur visar hur -segments indikatorn är uppbyggd. Den består av olika segment (trots namnet) som kan tändas och släckas. Figur. Uppbyggnad av -segments indikator. Ett segment tänds genom att lägga en HÖG nivå (en etta) på tillhörande bit. Ett segment släcks genom att lägga en LÅG nivå (en nolla) på tillhörande bit. Tabell visar pinplacering för anslutning P. Tabell. Pinplacering anslutning P. Pin Namn Funktion Pin Namn Funktion NC Ej ansluten PA0 Bit0 PA Bit PA Bit PA Bit PA Bit PA Bit PA Bit PA Bit 0 NC Ej ansluten microlf, -00, Alla rättigheter förbehålles

8 Strömbrytare microlf ML Via strömbrytare på ML kan man ge indata till mikrodatorsystemet. Strömbrytarna kopplas via anslutning P. ON = (Hög) Uppåt OFF = 0 (Låg) Nedåt Figur 0. DIP-SWITCH INPUT Figur visar ett blockdiagram över strömbrytarna. Se även kretsschemat. Anslutning P OFF ON Figur. Blockdiagram över strömbrytare. En HÖG (en etta) nivå fås genom att sluta strömbrytaren (mot kortets mitt). En LÅG nivå (en nolla) fås genom att öppna strömbrytaren (mot kortets kant) Tabell visar pinplacering för anslutning P. Tabell. Pinplacering anslutning P. Pin Namn Funktion Pin Namn Funktion NC Ej ansluten PB Bit PB Bit PB Bit PB Bit PB Bit PB Bit PB Bit PB0 Bit 0 0 NC Ej ansluten microlf, -00, Alla rättigheter förbehålles

9 D/A-omvandlare microlf ML Digital-analogomvandlaren kan användas för att illustrera hur ett mikrodatorsystem kan generera en kontinuerlig utsignal (spänning). På ML används en glödlampa för att indikera spänningsnivån hos utsignalen. D/Aomvandlaren ansluts via anslutning P. P, Pin P, Pin Lampa Mätpunkt för kontinuerlig utsignal Figur. D/A-CONVERTER. Figur nedan visar en förenklad bild över D/A-omvandlaren. Figur. Schematisk bild över D/A-omvandlaren. Tabell nedan visar pinplacering för anslutning P. Tabell. Pinplacering anslutning P. Pin Namn Funktion Pin Namn Funktion NC Ej ansluten PA0 Bit0 PA Bit PA Bit PA Bit PA Bit PA Bit PA Bit PA Bit 0 NC Ej ansluten Observera att mätpunkten ANALOG OUTPUT kan brytas genom att skära förbindningen mellan mätpunkterna på kortets lödsida. På så sätt frigörs glödlampan som då kan utnyttjas oberoende av D/A-omvandlaren. För att återställa kopplingen placeras en bygel över mätpunkterna. Studera även schemat. microlf, -00, Alla rättigheter förbehålles

10 A/D-omvandlare microlf ML ML innehåller även en analog-digitalomvandlare med vars hjälp man kan illustrera hur ett mikrodatorsystem kan inhämta en kontinuerlig signal (analog mot någon fysikalisk storhet) från omgivningen. I detta fall används en enkel potentiometer för att generera den analoga spänningen. Insignalen finns i mätpunkten SL. A/D-omvandlaren är av typen FLASH-converter och ansluts via anslutning P. Potentiometer Mätpunkt P, Pin P, Pin Resistansstege st Operationsförstärkare Figur. A/D-CONVERTER. Figur visar en förenklad (schematisk) bild av A/D-omvandlaren. Figur. Schematisk bild över A/D-omvandlaren Tabell visar pinnarnas placering i anslutning P. Tabell. Pinplacering anslutning P. Pin Namn Funktion Pin Namn Funktion NC Ej ansluten PB Bit PB Bit PB Bit PB Bit PB Bit PB Bit PB Bit PB0 Bit 0 0 NC Ej ansluten microlf, -00, Alla rättigheter förbehålles 0

11 Räknarutgång. microlf ML ML är utrustad med en lysdiodindikator anpassad för utgången till MC s räknare nr två (TOUT). Se figur. Denna signal är direkt ansluten till ML s anslutning P. Se tabell för pinplacering för P. Anslutning för räknaren Lysdiod för räknaren Figur. TIMER OUTPUT Räknaringång ML är utrustad med två lysdiodindikatorer anpassad för ingångarna till en av MC s räknare (TIN och TGATE). Se figur. Dessa signaler är direkt anslutna till ML s anslutning P. Se tabell för pinplacering för P. Lysdiod för GATE-anslutning GATE-anslutning för räknaren Ingång till räknaren Lysdiod för räknarens ingång Figur. TIMER INPUT microlf, -00, Alla rättigheter förbehålles

12 Stegmotor microlf ML ML är utrustad med en stegmotor. Denna kan användas separat eller tillsammans med ML s läsgaffel. Se figur. Stegmotorn som är avsedd för unipolär drivning ansluts lämpligen till PORT A s stiftlist SL. Stegmotorns axel fås att rotera genom att de olika faserna styrs ut (se Tabell ). Anslutning för RÖD fas Anslutning för BLÅ fas Anslutning för GUL fas Anslutning för VIT fas Figur. STEPPING MOTOR Tabell anger stegmotorns rotation vid olika styrspänningar. GRÖN fas är fast kopplad till +V. Läsgaffel Tabell Stegmotorns rotationsriktning Fas MEDURS MOTURS BLÅ GND GND + + GUL + + GND GND RÖD GND + + GND VIT + GND GND + ML är utrustad med en läsgaffel (LG). Denna kan användas separat eller tillsammans med ML s stegmotor. Utsignalen som kan anslutas via stiftlist SL har en låg nivå när läsgaffeln är i viloläge och hög nivå när något föremål finns i läsgaffelns aktiveringsområde. Fotodiod Läsgaffelns aktiveringsområde Fototransistor Figur. PHOTO SWITCH. Ytterligare information GMV Internet WEB-site: Appendix: Följande sidor omfattar schemabeskrivning för ML. microlf, -00, Alla rättigheter förbehålles

13 P: P: 0 0 A B C D + U PA0 PA PA PA PA PA PA G DIR A A A A A A A A B B B B B B B B HC Optional Resistor Network C C C C C C C C C C C C C C C C BPA0 BPA BPA BPA BPA BPA BPA BPA 0 P: P: PA U SL RS 00 OUTPUT PORT A ML Drawn by GMV/microlf Sheet of A B C D Title Size A Date Filename Number Rev

14 P: 0 P: 0 U k 0 + U HC B B B B B B B B A A A A A A A A DIR G RS 00 P: 0 P: SL U GMV/microlf 00.0 INPUT PORT B ML-- BPB PB PB PB PB PB PB PB PB0 BPB BPB BPB BPB BPB BPB BPB0 A B C D D C B A A Rev Number Title Size Date Filename Drawn by of Sheet

15 A B C D U P: A0 A A A P: 0 A A A A GND at pin, -SEGMENT DISPLAY ML-- A B C D Title Size A Date Filename Number 00 Drawn by Sheet GMV/microlf of Rev.0

16 0 U RS 00 + A B C D B0 B B B 0 B B B B P: P: DIP-SWITCH INPUT ML--.0 A B C D Title Size A Date Filename Number 00 Drawn by Sheet Rev GMV/microlf of

17 RP 0k CCW W CW U ULN0 + + R0 VAL R VAL R nc R k R0 nc R nc R nc R k R k R 0k P: 0 P: 00nF C ML-- D/A-CONVERTER GMV/microlf 00 Analog Output A A A A A0 A A A A B C D D C B A A Rev Number Title Size Date Filename Drawn by of Sheet

18 P: P: GND RP 0k C CW W C W R k R k R k R k R k GND R 0 R0 k R k R k A/D-CONVERTER ML--.0 GMV/microlf 00 Analog Input B0 B B B B B B B A B C D D C B A A Rev Number Title Size Date Filename Drawn by of Sheet

19 P: 0 P: 0 0 R + D SLA SL D + R 0 SL D + R 0 U ULN0 U ULN0 U ULN0 ML-- TIMER I/O.0 00 GMV/microlf TOUT TGATE TIN TOUT TIN TGATE A B C D D C B A A Rev Number Title Size Date Filename Drawn by of Sheet

20 SL A B C D + U RED ULN0 BLUE YELLOW U WHITE ULN0 U ULN0 U ULN0 STEPPING MOTOR ML--.0 A B C D Title Size A Date Filename Number 00 Drawn by Sheet Rev GMV/microlf of

21 + + R0 0 R 0 A B C D SL PHOTOSWITCH ML Drawn by GMV/microlf Sheet of A B C D Title Size A Date Filename Number Rev