Низкочастотный частотомер
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
Содержание
1.Техническое задание
.Анализ технического задания
.Распределение адресного пространства
.Устройства системы и их программирование
.1 Центральный процессор
.2 Генератор тактовых импульсов
.3 Шинные формирователи и регистры - защелки
.4 ПЗУ
.5 Контроллер клавиатуры и индикации
.6 Интервальный таймер
.Текст программы
Литература
1.Техническое задание
Разработать электронный частотомер в диапазоне частот от 1 до 10 Гц, с детализацией измерений до 1 мГц. Ввод измеряемого сигнала производить напрямую, без согласующего элемента. Согласование будет обеспечиваться внешним устройством. Результаты измерений вывести на дисплей.
2.Анализ технического задания
Для построения системы воспользуемся микропроцессорным комплектом К1810 (центральный процессор К1810ВМ86). Для реализации времязадающих функций воспользуемся таймером К1810ВИ54. Взаимодействие с пользователем организуем с помощью контроллера клавиатуры и индикации КР580ВВ79. Программный код будем хранить в ПЗУ, организованной двумя микросхемами К537РФ6. Тактовый генератор для системы будем использовать К1810ГФ84. Для адекватной работы шины адреса и шины данных будем использовать буферные регистры КР580ИР82 и шинные формирователи КР580ВА86. Все микросхемы выполнены по стандартной ТТЛ технологии, поэтому могут свободно взаимодействовать друг с другом.
Так как проектируемое устройство оперирует достаточно малым количеством информации, то ОЗУ использоваться не будет. Его функции будут выполнять дополнительные регистры процессора. Это решение уменьшит стоимость оборудования, т.к. не придется устанавливать микросхемы памяти, однако увеличит размер исполняемого кода, т.к. не останется возможности для организации циклов встроенными средствами ЦП, организации подпрограмм и работы стека.
Так как устройство не представляется сложным, а алгоритм его работы достаточно прост, то принцип прерываний использовать не будем, и работу системы организуем по опросу. Основываясь на тех же причинах, откажемся от использования системы раздельной адресации, и будем использовать общую адресацию.
Тактовую частоту зададим максимально возможную - 5МГц
3.Распределение адресного пространства
Схематически распределение адресного пространства представлено на следующей схеме:
Примечание: [х] - бит не важен или не существует (для сегмента)
Всего используется три информационных устройства (банк памяти, таймер, контроллер клавиатуры и дисплея), каждое выбирается своим битом шины адреса, причем ПЗУ выбирается уровнем логической 1 (т.к. при старте на шину старшие 16 бит выдаются равными 1), остальные устройства - логическим нулем.
Наибольшую информационную емкость имеет ПЗУ - каждая микросхема рассчитана на 256 байт, и соответственно адресуется 8 битами, а учитывая, что микросхем две - на их адресацию уйдет 9 бит.
В результате младшие 9 бит шины адреса будут использоваться устройствами, следующие 3 бита будут участвовать в выборе устройства, последние 8 бит для системы не будут иметь значения.
электронный частотомер процессор таймер
4.Устройства системы и их программирование
4.1 Центральный процессор
Центральный процессор К1810ВМ86 представляет собой однокристальный 16-битовый МП, выполненный по высококачественной n-МОП технологии. Кристалл микросхемы с геометрическими размерами 5.5х5.5 мм содержит около 29000 транзисторов и потребляет 1.7 Вт от источника питания +5В. Схема выпускается в 40-выводном корпусе. Синхронизируется однофазными импульсами с частотой повторения 5 МГц от внешнего тактового генератора. МП ВМ86 содержит 14 16-битовых внутренних регистров и образует 16-битовую шину данных для связи с внешней памятью и портами ввода-вывода. Шина адреса имеет 20 линий, что позволяет непосредственно адресоваться к памяти емкостью до 1 Мбайта.
Т.к. проектируемое устройство состоит только из одного процессора, и число сопрягаемых с ним устройств невелико, ВМ86 работает в минимальном режиме.
4.2 Генератор тактовых импульсов
Стандартным образом к микропроцессору подключается генератор тактовых импульсов К1810ГФ84. К его входу RES подключена RC-цепочка, которая формирует сигнал сброса автоматически при включении питания либо с помощью ключа Sк.
4.3 Шинные формирователи и регистры - защелки
При разработке структуры блока ЦП необходимо решить задачи разделения (демультиплексирования) шины адреса/данных, буферизации шины адреса и шины данных, а также задачу формирования системных управляющих сигналов для внешних устройств. Первая задача решается с помощью ИС К580ИР82, выполняющих функции адресной защёлки (в связи с тем, что адресная информация должна быть выставлена в течение всего цикла чтения/записи). Первая микросхема защёлкивает младшие 8 бит ША, вторая - старшие. Вторая задача решается с помощью двунаправленных 8-битовых шинных формирователей К580ВА86, которые усиливают сигналы системной шины данных.
4.4 ПЗУ
Система ПЗУ состоит из двух микросхем К537РФ6, общей емкостью 512 байт. Одна микросхема подключается к младшим разрядам шины данных, вторая - к старшим. На вход выбора кристалла первой подается 0 разряд шины адреса, на вход выбора кристалла второй - BHE центрального процессора. Адресная шина с 1 по восьмой разряд заводится на адресные входы микросхем. ?/p>