Mikrokontrolleres rendszerek kommunik

1
Mikrokontrolleres rendszerek kommunikációja
2
Bevezetés

• Összekapcsolás célja
• Mit, mivel, miért kapcsolunk össze?
• Összeköttetés paraméterei
• Átviteli sebesség
• Megbízhatóság
• Költség
• Kiépítés
• Üzemeltetés

3
Szabványosság

• Sokféle hardver és szoftver
• Különbözo gyártók
• Szabványos felületek kellenek

4
Szabványosság

• Fizikai szinten
• Jelek villamos jellemzoi
• Csatlakozó alakja
• Logikai szinten
• Kommunikációs protokoll(ok)
• Idozítések
• Lehetové válik különbözo gyártók eszközeinek
  összekapcsolása
• pl. PC-k, hálózati eszközök, szerverek stb.

5
Felépítés

• Kommunikáció bonyolult
• Elkülönülo részekre bontható
• Jól definiált felületekkel rendelkezo, kezelheto
  részekre kell bontani
• Réteges szerkezet

6
Réteges szerkezet
Fizikai és adatkapcsolati réteg
7
Kommunikációs szabványok

• I2C (Inter-Integrated Circuit)
• Szinkron soros kommunikáció
• Busz rendszer
• Integrált áramkörök összekapcsolására
• SPI (Serial Peripheral Interface)
• Szinkron soros kommunikáció
• Pont-pont kommunikáció

8
Kommunikációs szabványok

• RS-232
• Aszinkron soros kommunikációhoz használják
• Fizikai jelszinteket és csatlakozó alakot
  definiál
• CAN (Control Area Network)
• Fizikai jelszinteket és a ráépülo protokollokat
  is definiálja
• A buszon minden üzenet egyedi prioritással
  rendelkezik
• Autóiparban használatos

9
Kommunikációs szabványok

• Ethernet
• Fizikai és adatkapcsolati réteg
• TCP/IP protokollcsalád
• IP
• TCP
• UDP
• PPP (Point to point protocol)
• TCP/IP használata soros vonalon

10
Fizikai közeg
Villamos
Vezetékes
Üveg
Optikai
Muanyag
Optikai
Vezeték nélküli
Rádiós
11
Fizikai közeg

• Más-más követelményeket támaszt a felsobb
  rétegekkel szemben
• Hibaarány
• Ütközések
• Villamos összeköttetés
• Galvanikus leválasztás
• Leválasztott rész tápfeszültsége
• DC/DC konverter
• Távtáplálás

12
Megoldások mikrovezérlovel

• Kontrollernek beépített kommunikációs kontrollere
  van
• pl. UART, I2C, SPI stb.
• Fizikai réteg vezérlo
• Kontrollernek nincs kommunikációs kontrollere
• Kommunikációs kontroller illesztése
• Kommunikáció szoftverbol

13
Kommunikáció szoftverbol

• Szabványos kell legyen
• Komplex
• Lehetoségek
• Ingyenes változat ? Létezik? Megbízható?
• Megvásároljuk ? Ár, royalty?
• Beágyazott operációs rendszer része
• Megírjuk ? Sok munka
• Megbízhatóság?
• IrDA IrPHY 68 oldal, IrLMP 98 oldal, IrLAP 116
  oldal, IrCOMM 98 oldal
• IrDA kommunikációs chip kb. 1300 Ft

Nagy ráfordítás
14
Tápellátás

• A kommunikáció teljesítményt igényel
• Tipikusan nem folyamatosan
• Kivétel pl. Ethernet idle szimbólum
• Vétel folyamatosan kell menjen
• Kevesebb energiát igényel
• Tápellátás a kommunikációs közegen keresztül
• pl. USB, Power over Ethernet
• RFID kártyák

15
Aszinkron soros kommunikáció PIC-en
UARTInit banksel TRISB configure RX
and TX as inputs bsf TRISB, 2 bsf TRISB, 1
banksel SPBRG initialize SPBRG movlw
d'25' Fosc4MHz, BRGH1, 9600bps movwf SPBRG
banksel TXSTA bcf TXSTA, SYNC asynchronous
mode bsf TXSTA, BRGH BRGH1 - high speed baud
rate for greater precision banksel RCSTA bsf
RCSTA, SPEN enable serial port bsf RCSTA,
CREN enable reception banksel TXSTA bsf TXSTA,
TXEN return
16
Aszinkron soros kommunikáció PIC-en
UARTSend banksel PIR1 btfss PIR1, TXIF goto
-1 movwf TXREG return UARTReceive banksel
PIR1 btfss PIR1, RCIF goto skip banksel RCREG
movf RCREG, W skip
17
Billentyuzet kiolvasás
kbd_cntr EQU 0x20 count the bits read in
a keyboard byte kbd_byte EQU 0x21 the
data byte read from the keyboard kbd_state EQU
0x22 the status of the keyboard reading
process kbd_flag EQU 0x23 keyboard
flags kbd_char EQU 0x24
Constants for kbd_state KBD_START EQU 1
a start bit has been read - data reading or
parity or stop KBD_READ_DONE EQU 2 the data
byte reading is over - reading parity or
stop KBD_PARITY EQU 3 the parity
bit KBD_VALID EQU 4 keyboard reading
has been done KBD_OK EQU 5 a valid
ascii code is in kbd_char
18
Billentyuzet kiolvasás
interrupt save registers check if a start bit
has already been received banksel kbd_state
btfsc kbd_state, KBD_START goto kbd_reading
if so, go to reading the data byte
handle start bit btfsc PORTB, 3 goto ITEnd
bsf kbd_state, KBD_START movlw 8
new data -gt 8 data bits are going to be read
movwf kbd_cntr goto ITEnd
19
Billentyuzet kiolvasás
read a data byte from keyboard kbd_reading
movf kbd_cntr, W check if an entire
byte has been read btfsc STATUS, Z
if so, go to reading the parity goto
kbd_parity btfsc PORTB, 3 read
next bit and return bsf kbd_byte, 7 btfss
PORTB, 3 bcf kbd_byte, 7 decfsz kbd_cntr, F
decrease the number of data bits left to be
read rrf kbd_byte, F if this was not
the MSB, rotate it down goto ITEnd
20
Billentyuzet kiolvasás
read the parity bit kbd_parity btfsc
kbd_state, KBD_READ_DONE goto kbd_stop bsf
kbd_state, KBD_READ_DONE reading byte is done
btfsc PORTB, 3 bsf kbd_state, KBD_PARITY btfss
PORTB, 3 bcf kbd_state, KBD_PARITY goto
ITEnd kbd_stop simply ignore stop bit clrf
kbd_state bsf kbd_state, KBD_VALID bcf PORTA, 4
inhibit the keyboard from sending
additional data
until this was processed