Программатор микроконтроллеров и микросхем памяти

ВВЕДЕНИЕ

Развитие микроэлектроники и широкое применение ее изделий в промышленном производстве, в устройствах и системах управления самыми разнообразными объектами и процессами является в настоящее время одним из основных направлений научно - технического прогресса.

В обширной номенклатуре изделий электронной техники особое место занимает семейство программируемых микросхем. Их ускоре

нное развитие в настоящее время символизирует прогресс в микроэлектронике, которая является катализатором научно - технического прогресса в современном мире.

Возрастающий круг научно - технических работников сталкивается в своей практической деятельности с вопросами применения запоминающих и логических программируемых микросхем. Их использование в радиоэлектронной аппаратуре позволяет резко сократить сроки ее разработки и промышленного освоения; поднять на новый уровень технические характеристики.

Существует принципиальная необходимость использования программируемых микросхем в микро - процессорных устройствах и системах практически для всех областей народного хозяйства, таких, как гибкие производственные системы, системы управления различными технологическими процессами, персональные ЭВМ, бытовая аппаратура.

Характерной тенденцией развития элементной базы современной аппаратуры (РЭА) является быстрый рост степени интеграции. В этих условиях актуальной становится проблема ускорения разработки узлов аппаратуры, представляющих собой схемы с большой (БИС) и со сверхбольшой (СБИС) степенями интеграции.

Программируемые БИС в настоящее время широко распространены. Их основные преимущества перед другими изделиями микроэлектроники: регулярность структуры, функциональная наращиваемость, широкий диапазон реализуемых на их основе устройств с комбинационной логикой и конечных автоматов, программируемость структуры. При этом достигаются большая и сверхбольшая степени интеграции устройств на кристалле. Преимущество БИС – возможность автоматизации процесса проектирования приборов на их основе, аппаратного резервирования модификации реализуемых функций в большом диапазоне с минимальными затратами.

Область применения – от простейших программируемых комбинационных устройств до специализированных контроллеров.

Принцип необратимого изменения связей в интегральных микросхемах электрическим способом был впервые реализован фирмой Radiation (США) в 1996 г. в запоминающей матрице постоянного запоминающего устройства (ПЗУ). В 1970 г. фирма Harris conductor (США) выпустила первое законченное программируемое ПЗУ (ППЗУ) емкостью 512 бит, а с 1972 г. началось массовое производство аналогичных ППЗУ многими ведущими фирмами. С 1976 г. развивается новый тип устройств с изменяемыми связями - БИС произвольной логики: программируемые логические матрицы, мультиплексоры т.п., однако

ППЗУ до сих пор остаются наиболее массовыми устройствами этого вида.

Программируемые ПЗУ являются результатом усовершенствования классической схемы полупроводникового ПЗУ с масочным программированием. Простейшее ПЗУ содержит запоминающую матрицу, состоящую из шин строк и столбцов, дешифраторы адреса строк и столбцов и усилители считывания.

Тема данного дипломного проекта заключается в изготовлении программатора микроконтроллеров и микросхем памяти, который позволяет программировать при различных напряжениях питания.

1 АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ

Разрабатываемый в дипломном проекте программатор микроконтроллеров и микросхем памяти предназначен для программирования микросхем при различных напряжениях питания, повышая, таким образом, надёжность процесса программирования. Это крайне необходимо в развитии современных технологий, так как без прошивки сейчас не обходится ни один микроконтроллер и не одна микросхема памяти, они не будут работать и нормально функционировать.

В течении проектирования следует уделить внимание способу связи программатора, выбрав интерфейс, который позволил бы устройству с лёгкостью взаимодействовать с любым компьютером, без вмешательства дополнительного оборудования.

На данный момент существует не малое количество программаторов, которые имеют большое количество характеристик и преимуществ, позволяющие их использовать при любых условиях, но все они

При разработке программатора следует учесть его использование в составе устаревших и недорогих ПЭВМ, что позволит обеспечить невысокую стоимость разработки. Необходимость разработки данного программатора вызвана тем, что имеющиеся подобные программируемые устройства вместе с соответствующим программным обеспечением достаточно дороги, разрабатываемый же программатор стоит значительно дешевле, и даст возможность использовать его любому пользователю, не имеющего средства для покупки дорогостоящего оборудования и программного обеспечения.

2 ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТРУКТУРНОЙ

В настоящее время с внедрением автоматизированных рабочих мест в организациях и учреждениях всё больше возникает потребность в недорогих приборах, которые ускоряют процесс производства на предприятии.

В настоящее время существует очень много электронной техники, имеющие в своём составе микроконтроллеры для управления процессами и микросхемы памяти для хранения программ и данных. Для того чтобы микросхемы работали, их необходимо запрограммировать. Для программирования этих микросхем требуется устройство, которое позволит это делать.

Проанализировав принцип работы и технические характеристики, было разработано устройство программирования – программатор микроконтроллеров и микросхем памяти. Программатор позволяет программировать микросхемы различных типов при различных значениях напряжения.

Разрабатываемый в данном дипломном проекте программатор микроконтроллеров и микросхем памяти будет работать в комплексе с ПЭВМ. Данная схема обеспечивает надёжное и доступное программирование микросхем памяти и микроконтроллеров любому пользователю не имеющих углублённых знаний в области электроники и компьютерной техники.

Устройство построено по принципу открытой архитектуры, что даёт возможность лёгкого подключения его к любому компьютеру имеющего параллельный LPT порт. Надежность процесса программирования определяется в первую очередь достоверностью реализации режимов программирования, исправностью аппаратуры программатора, надежностью связей с программируемой микросхемой. Надежность обеспечивается проведением тестового контроля аппаратуры программатора, программного обеспечения, параметров источников воздействий на зажимах связи с ПМ.

Программатор может работать, как совместно с IBM PC, так и автономно, когда после загрузки данных в энергонезависимую память программатора его можно отключить от компьютера и запрограммировать серию микросхем автономно, что позволяет при отказах и сбоях в работе аппаратуры, не приводить к нарушению процесса прошивания, ведущих к браку запрограммированных микросхем.

При выборе интерфейса нужно исходить из того, что разрабатываемый контроллер будет внешним по отношению к ПЭВМ.

 Скачать реферат