Разработка микропроцессорной системы управления объектом
Контрольная работа - Компьютеры, программирование
Другие контрольные работы по предмету Компьютеры, программирование
ей 4Kx4 с суммарной емкостью 16 Кбайт. В качестве ОЗУ должны использоваться микросхемы 16Kx2 с суммарной емкостью 32 Кбайт. В качестве аналого-цифрового преобразователя должна использоваться микросхема К1108ПВ2. В качестве цифро-аналогового преобразователя используется микросхема К1108ПА1. Все остальные элементы МПС назначаются самостоятельно.
1.6 Критерии разработки
Для разработки микропроцессорной системы учитываются следующие критерии:
. Аппаратные затраты в числе условных корпусов. За единицу сложности аппаратных затрат принимается один шестнадцати разрядный корпус. Если корпус имеет большое число выводов, то его сложность берется из таблицы 1.
Таблица 1 - Сложность корпуса в зависимости от количества выводов
Число выводов в корпусе16182024284048Коэффициент перевода11.21.42.83.24.57.5
1.7 Результаты разработки
Результаты содержат:
. Структурную схему микропроцессорной системы, краткое описание, состав и назначение основных элементов системы;
. Блок-схемы заданных алгоритмов и программы их реализации;
. Карту распределения адресного пространства памяти микропроцессорной системы; подпрограммы, данные, стек, константы;
. Описание функциональной схемы микропроцессорной системы;
. Оценки разработанной микропроцессорной системы;
Графическая часть разработки должна содержать:
. Структурную схему микропроцессорной системы с указанием на ней всех информационных связей управляющих сигналов;
. Схему работы микропроцессорной системы.
2. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ
На рисунке 3 приведена структурная схема МПС.
Структурная схема МПС содержит следующие блоки:
МК - микроконтроллер К1830ВЕ51 и схема генератора/сброса.
ЮТ - приём последовательного кода от внешней ЭВМ.
TXD - передача последовательного кода на внешнюю ЭВМ.
БПК - блок последовательного канала связи с ЭВМ, содержит два преобразователя уровней Интерфейс осуществляется программным способом;
БП - блок памяти. Содержит регистр-защёлку младшей части адреса, дешифратор адреса памяти данных 4>16, ПЗУ 8К*2, ОЗУ 4К*16, четыре ППА, расширяющих порты ввода-вывода микроконтроллера. Адресное пространство - 80К, ALE - фиксация адреса, р м е - разрешение памяти и программ, и - стробы чтения и записи в память данных/ППА;
ПУ - пульт управления. Содержит два трёхразрядных индикатора (И1,И2). И2 служит для вывода значения в каждого цикла обработки информации (16 - разрядный код). И1-кода в случае поступления сигнала Alarm, константы Q при поступлении прерывания от оператора, значение при нажатии на клавишу "информация".
Два светодиодных регистра для ввода К (4*4) содержит цифровые клавиши On-in, ввод нового значения К(10 разрядов) осуществляется после ввода комбинации З-ч цифр на клавиатуре (например, 1FAh), значение сокращается до10 разрядов.
Клавиша "Сброс", обеспечивающая начальный запуск системы, схема реализует сброс при включении питания.
Клавиши "Прерывание" и "Информация", для организации прерывания пользователя и выдачи информации на индикатор И1 и И2.
Светодиод аварийной индикации, мигающий с частотой 2Гц при сигнале с аварийного датчика, или непрерывное горение при ошибки связи с ЭВМ.
Нажатие на клавиши управления "ввод" с цифровой клавиатуры, поступление сигнала с аварийного датчика вызовет прерывание(Int1, по переходу 1>0).
Обработчик прерывания проанализирует источник и выполнит необходимые действия. Выход из обработчика только после снятия активного сигнала.
Блок ЦАП/АЦП - содержит аналоговый мультиплексор (4 канала -А0-1) , АЦП К1108ПВ1, (Start - запуск, Rdy - признак готовности), ЦАП К1108ПА1.
Рисунок 3 - Структурная схема МПС
3. СТРУТУРНАЯ СХЕМА МИКРОПРОЦЕССОРА
В качестве микроконтроллера, управляющего МПС, выбрали К1830ВЕ51. Микроконтроллер содержит масочно-программируемое в процессе производства кристалла постоянного запоминающего устройства памяти программ ёмкостью 4096 байт. Микросхема является аналогом БИС 80С51ВН семейства MCS-51 фирмы Intel. Микропроцессор тактируется частотой 12 МГц. Схема сброса сделана так, что сигнал сброса вырабатывается по включению питания, и по нажатии клавиши на пульте управления. Назначение выводов микропроцессора представлено в таблице 2.
Контроллер имеет четыре 8-разрядных порта ввода/вывода Р0,P1,Р2, Р3. Порт Р0 в альтернативном режиме может использоваться для выдачи приема сигнала адреса/данных(АД0…АД7), т.е. используется для обмена данными Д0…Д7 или передачи адреса А0…А7 во внешние устройства или внешнюю память. Передача адреса при этом подтверждается отрицательным фронтом на выводе ALE.
Порт Р2 - это восьмиразрядный квазидвунаправленный порт ввода-вывода, т.е. порт вывода информации, который при определённом исполнении может применяться и для входа информации. Например, для ввода информации по линии Р2 изначально в эту линию необходимо выдать 1.
RD,WR - сигнал чтения и записи внешней памяти данных (внешнее ОЗУ). По этим сигналам осуществляется передача данных во внешнюю память через РО.
TXD,RXD - выходной сигнал передатчика и входной сигнал приёмника встроенного последовательного интерфейса микроконтроллера.
PSEN - выходной сигнал чтения информации из внешней памяти программы (внешнее ПЗУ).
XTAL1,XTAL2 - эти выводы являются соответственно входом и выходом инвертирующего усилителя тактового генератора. Служат для подключения к ним кварцевого рез