Разработка микропроцессорной системы управления объектом
Контрольная работа - Компьютеры, программирование
Другие контрольные работы по предмету Компьютеры, программирование
СОДЕРЖАНИЕ
1. Техническое задание
1.1 Общие сведения
.2 Выполняемые функции
.3 Подфункции взаимодействия с объектами управления
.4 Подфункция обработки аппаратных прерываний
.5 Элементная база
.6 Критерии разработки
.7 Результаты разработки
2. Структурная схема микропроцессорной системы
. Структурная схема микропроцессора
. Структурная схема блока памяти
. Схема работы микропроцессорной системы
. Карта распределения адресного пространства
. Оценка микропроцессорной системы по аппаратным затратам
Заключение
1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
1.1 Общие сведения
Микропроцессорная система (далее МПС) предназначена для управления некоторыми объектами.
Рисунок 1 - Структурная схема связи МПС с внешними объектами.
Согласно рисунку 1 микропроцессорная система принимает информацию {Х} об объекте управления от аналоговых и цифровых датчиков (Д), вырабатывает управляющее воздействие {Y} в соответствии с законом управления и подает их исполнительные механизмы. Законы управления реализуется в микропроцессор системе, состоящей из микроконтроллера- управляющей микроЭВМ и пульта управления. С помощью пульта управления пользователь получает возможность управлять работой МПС: запускать ее и останавливать, выдавать значение некоторых установок (констант) и т.п.
В проекте необходимо разработать структурную схему микропроцессорной системы и схему работы МПС, устройства связи с датчиком и исполнительными механизмами, и программы, обеспечивающие выполнение заданного алгоритма и алгоритма обмена, осуществляется оценка характеристик МПС.
Критерием проектирования является минимизация аппаратных затрат, выраженных в числе условных корпусов.
микропроцессорный аппаратный память датчик
1.2 Выполняемые функции
В разрабатываемой микропроцессорной системе реализуется функция, состоящая из нескольких подфункций, объединенных в следующие группы:
подфункции взаимодействия с объектом управления (прием и обработка данных с датчиков и передача результата на исполнительный механизм).
подфункции взаимодействия с пультом управления (прием запроса на пульт управления и выдача на индикатор значения).
1.3 Подфункции взаимодействия с объектами управления
На рисунке 2 приведён алгоритм взаимодействия с объектами управления.
Блок 1 выполняет начальную установку системы и засылку в выходные каналы начальных значений управляющих воздействий и т.д.
Блок 2 реализует задачу логического управления: принимает информацию от двоичных датчиков , вычисляет значение булевой функции ) в соответствии с заданным выражением и выдает это значение в качестве управляющего сигнала по соответствующему выходному каналу на исполнительный механизм. При единичном значении функции МПС вырабатывает выходной сигнал у =1 длительностью 10 мкс.
Рисунок 2 - Алгоритм взаимодействия с объектами управления.
Блок 3 обеспечивает приём информации с аналоговых датчиков ,её преобразование в цифровую форму, вычисление значений управляющих воздействий , и выдачу их на исполнительные механизмы. При этом являются двоичными сигналами, а 12-разрядным кодом, преобразуемым в аналоговый сигнал . Сигналы с аналоговых датчиков преобразуются в цифровую форму в аналого-цифровом преобразователе. С выхода аналого-цифрового преобразователя 12-разрядные коды, представляющие целые без знака числа, поступают на обработку. Величина К - 12-разрядный код, поступающий с клавиатуры пульта управления (уставка). Разрядность кода п определяется разрядностью заданного аналого-цифрового преобразователя. Полученное значение функции сравнивается с константой Q,хранящейся в ПЗУ. В зависимости от результатов сравнения МПС вырабатывает двоичные управляющие воздействия или длительностью 120 мкс или 140 мкс соответственно. Управляющее воздействие формируется в виде аналогового сигнала с цифро-аналогового преобразователя и поступает на импульсный элемент, на вход цифро-аналогового преобразователя микроконтроллер выдает цифровой код, разрядность которого определяется разрядностью заданного цифро-аналогового преобразователя. Значение определяется по формуле:
= а
где а - 12-разрядный коэффициент, хранящийся в постоянном запоминающем устройстве МПС; - 12-разрядный код, поступающий с выхода аналого-цифрового преобразователя.
Блок 4 обеспечивает циклический режим управления или остановка МПС в соответствии с командой, поступающей от оператора с пульта управления.
1.4 Подфункция обработки аппаратных прерываний
Микропроцессорная система обрабатывает запросы на аппаратные прерывания по сигналу отказа источника питания. Прерывания работы МПС при отказе источника питания имеют высший приоритет. МПС при этом вырабатывает сигнал установки внешних устройств в исходное состояние и передает в последовательный канал связи код символа "!" . Сигнал представляет собой два прямоугольных импульса длительностью 30 мкс, следующие с интервалом в 30 мкс. После выполнения указанных действий микропроцессор остановить.
1.5 Элементная база
В качестве микропроцессора разрабатываемой системы возможно использовать микросхемы: КП1816ВЕ51, КМ1816ВЕ51. В качестве внешнего ПЗУ должны использоваться микросхемы с организаци