Счетное устройство видеоимпульсов на ПЛИС (стр. 5 из 7)
Таблица 2.4.10.Таблица кодов символов контроллера Epson набор "Russian"
Из допустимых для размещения в DDRAM кодов символы с кодами <--DESCRIPTION-->0...7 (и их дубликат с кодами 8...<--DESCRIPTION-->F) имеют специальное назначение - это переопределяемые символы, графическое изображение которых может назначить сам потребитель, разместив соответствующую информацию в области CGRAM. Для программирования доступны 8 переопределяемых символов в режиме с матрицей 5 х 7 точек и 4 с матрицей 5 х 10 (в режиме 5 х 10 переопределяемые символы адресуются кодами DDRAM через один: <--DESCRIPTION-->0, 2, 4, 6). Для кодирования матрицы используются горизонтально "уложенные" байты, пять младших битов которых несут информацию о рисунке (причем 1 означает, что сегмент будет включен), 4-й разряд каждого из 8-ми (или 11-ти в режиме 5 х 10) байтов матрицы определяет левую колонку символа, а 0-й - правую. Старшие три бита не используются, равно как и старшие пять байтов, составляющих полную область матрицы символа (16 байтов) в режиме 5 х 10 (обратите внимание, что матрица программируемых символов допускает использование полной высоты строки (8 строчек для режима 5 х 7 и 11 строчек для режима 5 х 10), то есть можно размещать точки в области подчеркивающего курсора).
Чтобы определить собственный символ необходимо установить счетчик АС на адрес начала матрицы требуемого символа в CGRAM - <--DESCRIPTION-->0, 8, и т.д. (<--DESCRIPTION-->0, , для режима 5 х 10 точек) - произвести перезапись всех байтов матрицы, начиная с верхней строки. После этого, записав в DDRAM код запрограммированного символа: <--DESCRIPTION-->0, 1, 2 (<--DESCRIPTION-->0, 2, 4 для режима 5 х 10 точек), на экране в соответствующем месте будет отображаться переопределенный символ.
Несколько слов о процессе инициализации ЖКИ-модуля. Производитель контроллера рекомендует выполнять следующую последовательность действий для инициализации. Выдержать паузу не менее 15 мс между установлением рабочего напряжения питания (> 4,5 В) и выполнением каких-либо операций с контроллером. Первой операцией выполнить команду, выбирающую разрядность шины (это должна быть команда независимо от того, какой разрядности интерфейс вы собираетесь использовать в дальнейшем), причем перед выполнением этой операции не проверять значение флага BF. Далее опять выдержать паузу не менее 4,1 мс и повторить команду выбора разрядности шины, причем перед подачей команды вновь не производить проверку флага BF. Следующим шагом необходимо вновь выдержать паузу, на этот раз 100 мкс, и в третий раз повторить команду установления разрядности шины, вновь без проверки BF. Эти три операции являются инициализирующими и призваны вывести контроллер в исходный режим работы (то есть перевести в режим работы с 8-ми разрядной шиной) из любого состояния. Следом за ними нормальным порядком (без выдерживания пауз, но с проверкой флага BF) выполняется инициализация режимов работы с выдачей инициализирующей последовательности, аналогичной указанной в таблице 2.4.7 (содержащей в том числе команду выбора необходимой разрядности шины).
Необходимо помнить, что когда Вы объявляете режим работы с 4-х разрядной шиной, то есть выдаете команду , то делаете это обычно из 8-ми разрядного режима, который устанавливается автоматически после подачи напряжения питания, а значит вы не сможете адекватно объявить необходимое значение флагов N и F, располагающихся в младшей тетраде команды установки разрядности шины. Поэтому команду необходимо повторить в уже установившемся 4-х разрядном режиме путем последовательной передачи двух тетрад, то есть для 4-х разрядного режима образом.[9]
2.5 Стабилизаторы
Для питания ПЛИС нужно +3.3В, компаратора, индикатора и генератора +5В. Для питания всего устройства взят источник питания от персонального компьютера, который выдает +12 В. Было выбрано два интегральных стабилизатора.
Первый на +5В фирмы Fairchild SemiconductorMC78T05
Таблица 2.5.1 Технические характеристики
| Параметр | Обозначение | Характеристики | Min | Max | Единицы измерения |
| Выходное напряжение | V0 | 5мА ≤ Io ≤ 3.0A , TJ = +25° | 4.8 | 5.2 | В |
| Отклонение напряжения по нагрузке | DV0 | 5мA ≤ Io ≤ 3.0A , TJ = +25°C | 10 | 30 | мВ |
| Максимальный выходной ток | IPK | TA = +25°C | 5.0 | - | A |
| Выходное сопротивление | R0 | f = 1.0kHz | 2.0 | - | мОм |
| Ток короткого замыкание | Isc | VI = 35V, TJ =+25°C | 1.5 | 2.5 | A |
| Входное напряжение (для V0 = 5V) | V1 | TJ =+25°C | 35 | 40 | В |
| Рассеваемая мощность | W | 25 | Вт |
- Внутреннее короткое замыкание тока исключено
- Внутренняя защита от тепловой перегрузки [10]
Рис 2.5.2 (Физические параметры стабилизатора MC78T05)
Второй на +3.3 В фирмы National Semiconductor LMS1585A
Основные характеристики:
- Интервал выходных напряжений……………..1.5V и 3.3V
- Не стабильность тока в сети…………………………………0.005%
- Не стабильность тока на нагрузке……………………………0.05%
Таблица 2.4.3 Технические характеристики:
| Параметр | Обозначение | Условие | min | max | Един. измер. |
| Выходное напряжение | Vout | IOUT = 0mA, VIN = 5V0 IOUT 5A, 4.75VVIN7V | 3.2673.235 | 3.3333.365 | ВВ |
| Отклонение выходного напряжения по нагрузке | DVout | VIN = 5V, 0 IOUT 5A | 0.05 | 0.5 | % |
| Рабочий ток | VIN = 5V | 7.0 | 13.0 | мА |
- Максимальное входное и выходное напряжение (относительно земли)…………………………………………….…………………………….13V
- Электростатический допуск………………………………….2000V
[11]
Рис 2.4.3 (Физические параметры стабилизатора LMS1585A)
2.5 Программатор ByteBlaster
Устройство для программирования ПЛИС. На вход подается шина с LPT порта а на выходе 7-и разрядная шина из которой 4 провода на порт JTAG, 2 на питание +5 В и 2 на землю смотри приложение 1( схема устройства)
Рис 2.5.1.(Подключение ПЛИС к Компьютеру через LPT порт с помощью Byte Blaster)
Рис 2.5.2(Схема ByteBlaster)
Как видно из схемы Байтбластер содержит одну микросхему НС244 которая содержит в себе всего лишь 4 буфера и резисторы. Это значит она очень дешевая и простая, её можно изготовить в домашних условиях.[12]
2.6 Сборка устройства
Как уже ранее говорилось, ПЛИС была выбрана EPM3256ATC144-10 семейства MAX3000, для прошивки к ней подключаются программатор (ByteBlaster). Также в устройство входит компаратор (AD8561), генератор тактовой частоты (AuchJCOseries), кнопки (СТАРТ/СТОП, СБРОС), источник питания ПК, стабилизаторы напряжения (MC78T05, LMS1585A) и индикатор (WH1602A). Принципиальная схема приведена в приложение 1. В приложение 2 приведен список выводов ПЛИС. Подключение компонентов схемы ведется согласно тех. документации прилагаемое с микросхемой.
3. Конфигурирование ПЛИС
3.1 Система проектирования MAX+plusII
В качестве средства автоматизации проектирования устройств на основе собственных микросхем фирма Altera разработала систему MAX+plusII. Эта система состоит из 11 программ-обработчиков проекта (приложений), которые функционируют под управлением программы Manager. Система является полноцикловой, т.е. поддерживает не отдельные этапы проектирования (как система типа CAD - computeraideddesign), а сквозной процесс от ввода и контроля описания до программирования микросхемы ПЛИС. Такие системы получили название EDA - electronicdesignautomation.
Проект в системе MAX+plusIIможет быть иерархическим и состоять из набора модулей. Каждый модуль содержит описание части проекта, форма проекта может быть графическое представление принципиальной схемы, текст на языках AHDL/ VHDL/ Verilog, логико-временные диаграммы функционирования.
Для создания исходных модулей в состав приложений включены редакторы: графический – GraphicEditor, текстовый – TextEditor, логико-временных диаграмм WaveformEditor. Любой файл(модуль) может быть представлен в графическом виде как символ. Это можно сделать явно с использования редактора символов – SymbolEditor. Далее эти символы могут быть использованы при создании иерархического проекта. Пользователю обширные библиотеки примитивов и макрофункций.[2]
3.2 Описание программы конфигурации ПЛИС
Данная программа состоит из нескольких модулей. Каждый модуль выполняет определённую функцию. Ниже приводиться структура программы конфигурации.
Рис 3.2 Структура программы
3.2.1 Антидребезговая система (antibounce)
Как известно при нажатии кнопок, при контакте возникает дребезг, и вместо нужного простого перехода из нуля в единицу одной ступенькой возникает сигнал в несколько скачков как показано на рисунке 3.2.1
Рис 3.2.1 Сигнал включения с дребезгом и без дребезга
Антидребезговая защита была реализована в модуле antibounce. Принцип его работы, основан на счетчике и одном триггере защелке. При возникновении дребезга счетчик начинает считать до определенной константы в программе она названа delay т.е. задержка и если по истечении счета на входе по прежнему стоит единица то триггер защелка перещелкивается и возникает переключение, смотри рис 3.2.2.