Разработка микропроцессорной системы управления объектом
Контрольная работа - Компьютеры, программирование
Другие контрольные работы по предмету Компьютеры, программирование
онатора Z1, C1, С2 - запускающие ёмкости.
Таблица 2 - Назначение выводов и сигналов микропроцессора
ВыводНазначениеP0Восьмиразрядный двунаправленный порт ввода-вывода. Служит для приёма и передачи байта данных и для передачи младшего байта адреса при обращении к внешней памяти.P1.0 - P1.3Линии порта Р1 микропроцессора, предназначенные для ввода значений с аналоговых датчиков.P1.4 - P1.7Линии порта Р1 микропроцессора, предназначенные для вывода на внешний разъём значений P2Восьмиразрядный квазидвунаправленный порт ввода-вывода. Служит для передачи старшего байта адреса при обращении к внешней памяти.P2.7Не используется.P3.0Приём последовательного кода от внешней ЭВМ.P3.1Передача последовательного кода на внешнюю ЭВМ.PSENВыходной сигнал чтения информации из внешней памяти программы.XTAL1 XTAL2Эти выводы являются соответственно входом и выходом инвертируещегоvусилителя тактового генератора.P3.2 - P3.3Входы внешних источников прерываний Int0 и Int1, соответственно.P3.4Вход DTR.P3.5Выход DSR.P3.6 - P3.7Управляющие сигналы при обмене данными с внешней памятью через РО. Сигналы на WR и RD соответственно.RSTВходной сигнал начальной установки на этот вход должен быть подан сигнал 1 в течении 20 мс.ALEРазрешение фиксации адреса, он обязательно генерируется в каждом машинном цикле, по этому на этом выходе всегда присутствует сигнал, изменяющийся с частотой машинных циклов.
4. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА БЛОКА ПАМЯТИ
Содержит регистр-защёлку младшей части адреса, дешифратор адреса памяти данных 4>16, ПЗУ 8К*2, ОЗУ 4K*16,четыре ППА, расширяющих порты ввода-вывода микроконтроллера. Адресное пространство - 80K, ALE- фиксация адреса, p м е - разрешение памяти и программ, и - стробы чтения и записи в память данных/ППА.
D18 - регистр адреса, запись по стробу ALE.
ПЗУ D34,D35 признаком обращения в ПЗУ служит строб РМЕ, выбор микросхемы ПЗУ происходит по линии A14.
ОЗУ (D19-D33,D36) и ППА(D15-D17) управляются сигналами WR и RD, вырабатываемые микропроцессором, выбор схемы происходит с помощью дешифратора 4>16 (D16), два младших разряда адреса для адресации портов ППА. Внешнее ОЗУ не используется в программе, ПЗУ служит для хранения программ и констант.
5. СХЕМА РАБОТЫ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ
Таблица 3 - Описание схемы работы МПС.
ПозицияОбозначениеНаименованиеКоличествоПрименение1D1.1, D1.2, D2.1, D3.1, D4,D5.1, D5.2, D9.3, D9.4Блок процессора1Управление МПС, вычисления2D6, D7, D8, D9.1, D11Аналого-цифровой преобразователь1Формирование цифровых сигналов в аналоговые3D9.2, D10,D12, D13, D27.1, D27.2, D28, D29Цифро-аналоговый преобразователь1Формирование аналоговых сигналов в цифровые4D2.2, D14.1, D15, D16, D17, D18, D19-D33, D34, D35, D36Блок памяти1Хранение переменных, стека адресации, программ, констант5D9.1, D30,D31, D32, D33, VD1,VD3, VD4, VD5, VD6, VD7, VD8, VD9Блок индикации1Визуальное отображение информации
6. КАРТА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ АДРЕСНОГО ПРОСТРАНСТВА
Карта адресов внешней памяти представлена в таблице 4.
Таблица 4 - Карта адресов внешней памяти.
Адреса внешней памятиНазначениеАдресуемый элемент00000h-0FFFFhМикросхемы ПЗУD341000h-1FFFFhD3520000h-27FFFhМикросхемы ОЗУD1928000h-2FFFFhD2030000h-37FFFhD2138000h-3FFFFhD2240000h-47FFFhD2348000h-4FFFFhD2450000h-57FFFhD2558000h-5FFFFhD2660000h-67FFFhD26
Внешнее ПЗУ программ содержит: начальный переход, таблицу векторов прерываний, таблицу перекодировки для индикаторов, константы Q и А, программу, выполняющую управление МПС. Карта распределения адресного пространства памяти программ представлена в таблице 5.
Таблица 5 - Карта распределения адресного пространства памяти программ.
НачалоКонецСодержимое ПЗУ000h002hАдрес начального перехода003h024hТаблица векторов прерываний025h038hКонстанты039h0AEhИнициализация0AFh244hОсновной цикл225h240hОбработчик Int0241h3E8hОбработчик Int13E9h414hОбработчик прерываний последовательного порта415h427hФункция сканирования клавиатуры428h459hФункция посылки данных в ЭВМ
Внутреннее ОЗУ данных используется для хранения переменных, стека и адресации специальных регистров микропроцессора. Подробное описание переменных и специальных регистров приведено в приложении В.
7. ОЦЕНКА МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ ПО АППАРАТНЫМ ЗАТРАТАМ
Оценка микропроцессорной системы приведена в таблице 6.
Таблица 6 - Оценка МПС по аппаратным затратам
НаименованиеКоличество корпусовЧисло выводовСложностьБлок процессора4242,8Блок АЦП5242,8Блок ЦАП4242,8Блок памяти2221530Блок индикации139115
Как видно из таблицы, суммарный коэффициент сложности микропроцессорной системы равен 53,4.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Была разработана микропроцессорная система управления объектом.
Микропроцессорная система принимает информацию об объекте управления от аналоговых и цифровых датчиков, вырабатывает управляющее воздействие в соответствии с законом управления и подает их на исполнительные механизмы. Законы управления реализуется в микропроцессорной системе, состоящей из микроконтроллера-управляющей микро ЭВМ и пульта управления. С помощью пульта управления пользователь получает возможность управлять работой микропроцессорной системы: запускать ее и останавливать, выдавать значение некоторых уставок (констант) и т.п.
В работе разработана структурная схема МПС и схема работы микропроцессорной системы, устройства связи с датчиком и исполнительными механизмами, разработан блок памяти объёмом 80 кб, осуществлена оценка характеристик МПС.