Современная электроника №1/2022

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 49 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 1 2022 Рис. 2. Стартовое окно программной среды Proteus етобошибкеилиневозможностипродол- жить приём. Не получив подтверждения отприёмника, ведущийможетпрекратить передачуданных, сформировавсигналы состояния Stop. После завершения передачи байта данных работа может быть продолже- на либо для передачи следующего бай- та в том же направлении без изменения ведомого, либо выбором нового ведо- мого и/или сменой направления обме- на. При завершении обмена шина осво- бождается ведущим устройством. Создание в Proteus схемы передачи данных по I 2 C между датчиками LM75AD и микроконтроллером AVR В микроконтроллерах AVR протокол обмена по шине I 2 C выполняется про- граммно или программно-аппаратно. Программный способ осуществляет- ся с использованием библиотеки функ- ций и применяется в микроконтролле- рах семейств ATtiny и АТ90, в которых отсутствуют встроенные аппаратные средства, реализующие протокол обме- на. Программная реализация протокола I 2 C для разных случаев взаимодействия устройств представляет собойнаборпро- грамм, эмулирующихработу ведущегои ведомых устройств с учётом функцио- нальных требований. Наиболее сложным является случай, когда в качестве ведуще- гоиведомых выступаютмикроконтрол- леры, которые могут быть как передат- чиками, такиприёмникамиприобмене даннымиинеимеют встроенных средств обмена по I 2 C. Более простой случай, ког- да одноиз устройств (микроконтроллер) является ведущим, а ведомые устройства (датчики, устройства памяти, часыреаль- ного времени и др.) содержат встроен- ный порт для обмена по I 2 C. Рассмотрим работу с шиной I 2 C в Proteus на примере схемы термометра, реализованной на микросхемах LM75AD (датчики температуры) и микрокон- троллере AT90S8515. Измеренная тем- пература отображается на экране бук- венно-цифрового дисплея LM016L. Библиотека программной сре- ды Proteus содержит как аналоговые, так и цифровые компоненты, а так- же устройства вывода информации и микроконтроллеры с возможностью их программирования. Большой набор инструментов и функций, среди кото- рых вольтметр, амперметр, осциллограф, генераторы сигналов, а также возмож- ность отлаживать программное обе- спечение микроконтроллеров, делают Proteus мощным средством разработки электронных устройств, позволяя реали- зоватьна персональномкомпьютере вир- туальнуюлабораторию, в которойможно максимально приближённо имитиро- вать реальные лабораторные условия, как с точки зрения элементнойбазы, так и современных приборов. Proteus 8.11 объединяет две основных программы: Schematic Capture – средство разработ- кииотладкив режиме реального време- ни электронных схем и PCB Layout – средство разработки печатных плат. Припроектировании устройства изме- рения температуры, работающего под управлением микроконтроллера AVR, написание программыинициализации и её компиляцию удобно выполнить с помощьюCodeVisionAVR 3.12 (интегри- рованной средыразработкипрограмм- ного обеспечения длямикроконтролле- ров семейства AVRфирмыAtmel, которая имеет в своём составе компилятор язы- ка С для AVR). В таком случае проект схе- мыэлектрическойпринципиальной соз- дают без использования мастера – при помощи кнопки Schematic Capture верх- ней панели инструментов стартового окна Proteus (рис. 2). Нажатие кнопки открывает новуюодноимённуювкладку, в рабочем поле которой и будет выпол- няться разработка схемы. Соберём схему на основе микрокон- троллераAT90S8515, буквенно-цифрово- го дисплея LM016L и трёх датчиков тем- пературы LM75AD, для чего добавим её компонентыврабочуюобластьредактора SchematicCaptureисоединимихтак, как показано на рис. 3. Выбор компонентов избазыданныхдляпоследующегоихраз- мещения в рабочей области программы выполняют в окне Pick Devices, которое открываюткомандойконтекстногоменю Place/Component/FromLibrariesилинажа- тием кнопки P на панели DEVICES (по умолчаниюпанельрасположенавлевой частипрограммыисодержит списокиме- ющихсявпроектекомпонентов). Откры- вают панель DEVICES нажатием кнопки ComponentModeналевойпанелиинстру- ментов схемногоредактора. Для добавления микросхемы микро- контроллера (рис. 4а) в рабочее поле проекта в левой верхней части окна Pick Devices в поле Category щелчком левой кнопки мыши выбирают из спи- ска библиотеку Microprocessor ICs. Пакет Microprocessor ICs позволяет включать в эмуляцию смешанной схемы опреде- лённые микроконтроллеры с возможно- стьюнаписанияиотладкипрограммного кода. Вполе Sub-category такимже спосо- бом задают семейство микроконтрол- леров выбранной библиотеки (в нашем примере AVR Family). Все компоненты семейства отображаются в поле Showing local results. В поле Manufacturer выбира- ют производителя микроконтроллера. Еслипроизводительнеимеет значения– указывают значение All Manufacturers. Дляускоренияпоискакомпонентовмож- но воспользоваться строкой фильтра