Дерюгин Александр Александрович, Иванов Александр Владимирович, методические указания
| Вид материала | Методические указания |
- Иванов Александр Владимирович и Августинович Петр Александрович, начальник информационно-аналитического, 27.36kb.
- Ольга Анатольевна Белимова Ответственный за выпуск: зам директора по учебно-методической, 1154.51kb.
- Блок, Александр Александрович, 319.1kb.
- Мелехин Александр Владимирович Административно-правовые основы взаимодействия государства, 847.44kb.
- Гейнеман александр Александрович, 10.75kb.
- Воронин Александр Александрович, заведующий кафедрой фундаментальной информатики, 188.78kb.
- Бестужев Александр Александрович, 39.18kb.
- 7slov com Александр Александрович Блок, 47.2kb.
- Блок Александр Александрович (1880г. 1921г.), 187.55kb.
- Кузнецов Анатолий Михайлович Лобанов Александр Сергеевич методические указания, 107.49kb.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
_________________________________________________________
МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
________________________________________________________
Дерюгин А.А., Иванов А.В.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к курсовому проекту по дисциплине
МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ СИСТЕМЫ
Москва Издательство МЭИ 2006
УДК
621.398
Л
УДК 621.398.7
Утверждено учебным управлением МЭИ
Подготовлено на кафедре вычислительных машин, систем и сетей
Рецензент канд. техн. наук, доцент
Дерюгин А.А., Иванов А.В.
Методические указания к курсовому проекту по дисциплине “Микропроцессорные системы”. – М.: Изд-во МЭИ, 2006. – 17 с.
Содержат сведения о задачах и целях курсового проектирования, об основных требованиях, предъявляемых к содержанию и оформлению курсового проекта. Приведено типовое задание для разработки микропроцессорной системы для управления некоторым объектом. Предназначены для студентов специальности 22.01, а также для студентов других специальностей, изучающих микропроцессорную технику.
__________
Учебное издание
Дерюгин Александр Александрович, Иванов Александр Владимирович,
Методические указания
к курсовому проекту по дисциплине “Микропроцессорные системы”
Редактор
Редактор издательства
—————————————————–
Темплан издания МЭИ 2006 (II), метод., Подписано к печати
Формат 60х84/16 Физ. печ. л.
Тираж Изд. №
—————————————————–
Издательство МЭИ, 111250, Москва, ул. Красноказарменная, д.14
© Московский энергетический институт, 2006 г.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. МИКРОПРЦЕССОРНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТОМ
1.1. Схема алгоритма управления объектом
1.2. Обработка информации, поступающей с двоичных датчиков
Х1,…,Х4, и выдача управляющего воздействия Y1
1.3. Обработка сигналов Х5, Х6, Х7 и выдача управляющих воздействий
Y2, Y3 и Y4
1.4. Пульт управления и индикации
1.5. Работа в режиме прерываний
1.6 Адресация внешних и интерфейсных устройств
2. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗРАБОТКИ МПС
- Разработка аппаратных средств МПС
- Разработка программного обеспечения
Литература
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Таблица вариантов заданий
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Бланк технического задания
ВВЕДЕНИЕ
Целью курсового проектирования является приобретение навыков разработки микропроцессорных систем (МПС) на примере проектирования микропроцессорной системы для управления некоторым объектом (рис. 1). Микропроцессорная система (MPU) принимает информацию {Х} об объекте управления (ОU) от аналоговых и цифровых датчиков (D), вырабатывает управляющие воздействия {Y} в соответствии с заданным алгоритмом управления и подает их на исполнительные механизмы (RU). В МПС поступают также сигналы прерывания {INT} от датчика аварийной ситуации и от датчика напряжения питания.
INT
MPU
X
Y
RU OU D
Рис. 1. Объект, управляемый МПС
Структурная схема МПС (рис. 2) состоит из микропроцессорного модуля ( МРМ), оперативного и постоянного запоминающих устройств (RAM и ROM), интерфейсных устройств ввода и вывода (IOU), контроллера прерываний (IC) и пульта управления (CPAN), соединенных с помощью общей шины (B). Обозначения узлов и сигналов на схемах в соответствии с ЕСКД выполняются заглавными латинскими буквами и арабскими цифрами.
В курсовом проекте разрабатываются электрические, структурная и принципиальная схемы МПС и программы, обеспечивающие выполнение заданного алгоритма управления, осуществляется оценка параметров МПС.
В качестве основы для построения МПС выбраны микроконтроллеры семейства MSC51 (однокристальные микроЭВМ – ОМЭВМ) в соответствии с табл. 1.
B
RAM
ROM
INT1-INT2
Х1-Х7
МРМ
IOU
CPAN
IC
Рис. 2. С
INT3
труктурная схема МПС
В
Y1-Y7
ариант задания (в соответствии с порядковым номером студента в группе по журналу) определяется согласно приложению А, где первая цифра здания соответствует номеру из табл. 1, вторая – номеру из табл. 2, третья – номеру варианта из табл. 3, четвертая – номеру из табл. 4, пятая – номеру из табл. 5. Бланк задания приведён в приложении Б
Возможна коррекция задания. В этом случае частичное или полное изменение задания должно быть утверждено доц. А.А. Дерюгиным или доц. А.В. Ивановым.
Таблица 1
Микроконтроллеры семейства MSC51
| №№пп | Тип микро ЭВМ | Литература | №№пп | Тип микроЭВМ | Литература |
| 1 2 3 4 5 6 7 | 80С51 АТ89С51 АТ89С52 АТ89S8252 АТ89S53 КР1816ВЕ51 КР1816ВЕ31 | 1 В лаб. «МПС» В лаб. «МПС» В лаб. «МПС» В лаб. «МПС» 1, 2, 3 1, 2, 3 | 8 9 10 11 | АТ89С51RD2 АТ89С51CC03 AT89C55 AT89C5131 | Atmel.com Atmel.com Atmel.com Atmel.com |
1. МИКРОПРЦЕССОРНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТОМ
1.1. Схема алгоритма управления объектом
В МПС реализуется алгоритм, представленный на рис. 3. Блоком 1 выполняется начальная установка системы: программирование используемых интегральных микросхем, засылка при необходимости в выходные устройства начальных значений управляющих воздействий и т.п. Блоком 2 реализуется задача логического управления: прием информации с двоичных датчиков Х1,..., X4, вычисление значения булевой функции f(Х1,..., X4) в соответствии с заданным выражением и выдача этого значения в качестве управляющего двоичного сигнала Y1. Блоком 3 обеспечивается прием сигналов X5, X6, X7 с датчиков напряжения, их преобразование в цифровую форму N5, N6, N7 соответственно, и вычисление значений управляющих воздействий Y2, Y3, Y4. При этом Y2 и Y3 являются двоичными сигналами, а Y4 – напряжение, которое получается после преобразования цифрового кода в аналоговую форму. Блоками 4 и 5 обеспечивается требуемое время цикла управления, приблизительно равное 0,5 с. Блоком 6 реализуется или циклический режим управления или останов МПС в соответствии с командами, поступающими от оператора с пульта управления.
Да
Начальная установка
МПС
Да
Нет
Ввод
Х1 – Х4
Формирование задержки
Ввод
Х5, Х6, Х7
1
2
3
4
5
6
Конец
Начало
Нет
Рис. 3. Схема алгоритма управления объектом
Ввод информации с цифровых датчиков,
ее обработка и выдача Y1
Ввод информации с аналоговых датчиков, ее обработка и выдача Y2, Y3 и Y4
1.2. Обработка информации, поступающей с двоичных датчиков Х1,..., X4, и выдача управляющего воздействия Y1
Микропроцессорная система (МПС) опрашивает двоичные датчики и вычисляет булеву функцию Q1=f(Х1,..., X4) в соответствии с табл. 2. При единичном значении функции Q1 в МПС вырабатывается выходной сигнал Y1 длительностью Т1. Значение Т1 и рабочий уровень сигнала Y1 указаны в табл. 2. Для четных вариантов временной интервал Т1 формировать программным способом, а для нечетных вариантов – с помощью таймера.
Таблица 2
Вид функции Q1=f(X1,…, X4) и значение Т1
-
Номер
варианта
Функция Q1=f(X1,…, X4)
Значение T1,
мc
Рабочий уровень сигнала Y1
1
Х1 + Х2 Х3 + Х4
10
низкий
2
Х1 (Х4 + Х2 Х3)
100
высокий
3
Х1 Х2 + Х3 Х4
60
низкий
4
Х1 + (Х2 + Х3) Х4
40
высокий
5
Х1 + Х2 + Х3 + Х4
90
низкий
6
Х1 Х3 + Х2 + Х4
200
высокий
7
Х1 + Х2 Х3 Х4
50
низкий
8
Х1 + Х2 (Х3 + Х4)
70
высокий
1.3. Обработка сигналов X5, X6, X7 и выдача
управляющих воздействий У2, У3 и У4
Напряжения X5 и X6 преобразуются в цифровую форму N5, N6 с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП). С выхода АЦП цифровые коды поступают на обработку и вычисляется функция Q2=F(N5, N6, K), где К код уставки. Предполагается, что значения N5 и N6 представляются как целые со знаком и находятся в диапазоне 0 – (2n-1), где n разрядность АЦП. Полученное значение функции Q2 сравнивается с хранящейся в ПЗУ константой Q0, значение которой должно быть равно (2n-1)/2. Значение К равно Uк/LSB, где Uк – напряжение коррекции, а LSB значение младшего разряда равное Uref /2n, Uref –опорное напряжение АЦП. Значение К может быть изменено оператором с пульта управления (ПУ). В зависимости от результатов сравнения МПС вырабатывает сигнал высокого уровня Y2 длительностью Т2, если Q2
i =N
Q2=( ∑ Q2i) /N ,
i = 1
где N равно не менее десяти отсчетов каждого напряжения Х5 и Х6. На рис. 4 представлена схема алгоритма выработки сигналов Y2 и Y3.
Таблица 3
Вид функции Q2 и значения длительностей Т2 и Т3 и напряжения Uк
5
6
Конец
| Номер варианта | Функция Q2=F(N5, N6, K) | Значение Т2, мс | Значение Т3, мс | Значение Uк , В |
| 1 | Q2i=N5i+N6i+K | 20 | 40 | 0,012 |
| 2 | Q2i=N5i/2+N6i+K | 30 | 60 | 0,024 |
| 3 | Q2i=N5i-N6i/2+K | 40 | 20 | 0,009 |
| 4 | Q2i=N5i/4-N6i+K | 30 | 90 | 0,019 |
| 5 | Q2i=(N5i-N6i)/2+K | 35 | 85 | 0,007 |
| 6 | Q2i=(N5i-N6i)*2+K | 60 | 120 | 0,014 |
| 7 | Q2i=N5i-2*N6i+K | 60 | 200 | 0,004 |
| 8 | Q2i=2*N5i-N6i+K | 80 | 40 | 0,002 |
Для нечетных вариантов временные интервалы Т2, Т3, формировать программным способом, а для четных вариантов – с помощью таймера.
Напряжение X7 преобразуется c помощью АЦП в цифровую форму N7, затем вычисляется функция Q4 = А0 + N7/ А1, где А0 и А1 коэффициенты, хранящиеся в ПЗУ МПС. Предполагается, что значения N7 также представляется как целое со знаком. Значение коэффициента А0 соответствует значению напряжения 0,5 В, а значение А1 равно четырём.
Значение Q4 выводится на индикатор (устройство отображения информации), входящий в состав ПУ, и с помощью цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) преобразуется в напряжение Y4, которое далее поступает на исполнительный механизм. Опорное напряжение Uref цифро-аналогового преобразователя необходимо выбрать так, чтобы для него значение LSB соответствовало бы одному милливольту. Тогда, после преобразования в двоично-десятичный код, значение Q4 будет соответствовать напряжению Y4.
Предполагается, что АЦП и ЦАП входят в состав IOU. Погрешность обработки аналоговых сигналов не более 0,1%, т.е. АЦП и ЦАП должны иметь не менее чем 10 разрядов.
2
Нет
Да
1
4
6
3
5
7
Рис. 4. Схема алгоритма выработки сигналов Y2 и Y3
В табл.4 даны указания, которые необходимо учесть при выборе конкретных микросхем АЦП и ЦАП (фирм Maxim или Analog Devices). Аналоговые напряжения Х5, Х6, Х7 поступают на входной разъём МПС по трём каналам. Аналого-цифровые преобразователи могут быть одноканальные и многоканальные. В том случае, когда задан одноканальный АЦП, необходимо использовать внешний аналоговый мультиплексор (коммутатор). Данные с АЦП или к ЦАП в зависимости от выбранной микросхемы могут поступать в микроконтроллер в параллельном или последовательном коде. Тип интерфейса для подключения АЦП и ЦАП к микроконтроллеру задан в табл. 4.
Прием
информации
с АЦП и ПУ
Вычисление
функции Q2
Y2:=1
Формирование интервала Т2
Формирование сигнала
Y3
Y2 = 0
Таблица 4
Варианты типов интерфейсов АЦП и ЦАП
| Номер варианта | АЦП | ЦАП | |
| Тип интерфейса для счи- тывания данных из АЦП | Число каналов | Тип интерфейса для ввода данных в ЦАП | |
| 1 | Последовательный I2C | 1 | Параллельный |
| 2 | Последовательный SPI | 1 | Параллельный |
| 3 | Последовательный RS232 (синхронный режим) | 1 | Параллельный |
| 4 | Параллельный | 1 | Последовательный I2C |
| 5 | Параллельный | >1 | Последовательный SPI |
1.4. Пульт управления
Пульт управления состоит из органов управления и устройства индикации. С помощью ПУ оператор получает возможность управлять работой МПС: запускать ее и останавливать, вводить значения некоторых уставок (констант), получать информацию о состоянии объекта и т.п. Пульт управления должен содержать следующие элементы:
1. Клавиатуру с числом клавиш 25, включая 16 клавиш 16-ричного кода (0 – F и три командные клавиши: ПУСК, ВВОД, МЕНЮ). С помощью клавиши МЕНЮ можно зарезервировать возможность выбора различных функций МПС, например, управление объектом, изменение параметров управления и т.п. Функцию управления объектом считать главной;
2. Кнопку СБРОС (RESET);
3. Светодиодные индикаторы для отображения сигналов X1,..., X4;
4. Устройство отображения значения Q4 в десятичной системе счисления. В курсовом проекте могут быть использованы сегментные светодиодные (варианты 1 – 12) или жидкокристаллические (все остальные) индикаторы (выбор типа устройства может быть согласован в соответствии с задачей лабораторной работы, выполняемой по дисциплине МПС). Устройство отображения также должно служить для индикации номеров или названий функций МПС;
5. Индикатор аварийной сигнализации: для нечётных вариантов – cветовой с частотой 2 Гц; для четных вариантов – звуковой с частотой 500 Гц.
Управление клавиатурой реализуется на схемах малой и средней степени интеграции.
После включения питания или нажатия на кнопку СБРОС предусмотреть автоматический вывод на устройство индикации названия или номера главной функции. Чтобы приступить к её выполнению оператор должен нажать на кнопку ПУСК (аналог кнопки ENTER).
1.5. Работа МПС в режиме прерываний
В МПС сигналы прерываний поступают от трех внешних источников: от аварийного датчика INT1, в случае отказа источника питания INT2 и от оператора INT3 (высший приоритет имеет прерывание INT1, низший - INT3). При обработке указанных прерываний МПС должна выполнить следующие действия:
1. Если поступил сигнал прерывания от аварийного датчика, то:
а) включить на ПУ аварийную сигнализацию;
б) выдать на индикацию значения сигналов Х1,..., X4 и цифровой код Q4;
в) перевести МПС в состояние ожидания. Выход МПС из состояния ожидания обеспечивается сигналом СБРОС.
2. Если источник питания сформировал сигнал прерывания, то до полного исчезновения напряжения питания необходимо записать в энергонезависимое ОЗУ текущие значения содержимого регистров микроконтроллера.
3. Если оператором нажата одна из командных клавиш ВВОД или МЕНЮ, то должен сформироваться сигнал прерывания INT3. Программная обработка прерывания INT3 должна включать опрос клавиатуры и определение кода нажатой клавиши.
После нажатия оператором клавиши ВВОД на индикатор должно выводится текущее значение кода уставки К и оператор при необходимости может ввести с клавиатуры новое значение кода уставки. Новое значение должно отображаться на индикаторе. Возврат к работе МПС производится нажатием клавиши ПУСК.
После нажатия оператором клавиши МЕНЮ на индикатор выводится название или номер выполняемой в данный момент функции МПС. Перебор функций осуществляется повторными нажатиями клавиши МЕНЮ, а переход к выполнению выбранной функции осуществляется нажатием клавиши ПУСК.
1.6. Адресация внешних и интерфейсных устройств МПС
Обращения к внешним и интерфейсным устройствам МПС (АЦП, ЦАП, ПУ и др.) производятся с использованием отображения адресов внешних и интерфейсных устройств на память.
2. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗРАБОТКИ МПС
2.1. Разработка аппаратных средств МПС
Разработка аппаратных средств МПС включает:
- разработку структурной схемы МПС (с указанием на ней всех информационных связей и управляющих сигналов), а также при необходимости структурных схем отдельных устройств МПС, которые затем детализируются до уровня принципиальных электрических схем;
- составление карты распределения адресного пространства памяти МПС под ROM и RAM, внешние и интерфейсные устройства;
- разработку микропроцессорного модуля. В состав микропроцессорного модуля МРМ должны входить: микропроцессор, тактовый генератор, узел сброса МПС в начальное состояние (как при включении питания, так и от кнопки СБРОС), шинные формирователи или буферные регистры для обеспечения электрического сопряжения компонентов МПС и т.п. [4, 5];
- разработку модулей ROM и RAM, включая энергонезависимую память RAM. Емкость ROM и RAM должна быть выбрана с запасом в 10-20 раз, учитывающим возможные изменения алгоритмов управления;
- разработку интерфейсных устройств ввода и вывода ( IOU) и пульта управления (CPAN). При разработке этих устройств особое внимание следует уделить расчету электрического сопряжения нестандартных элементов IOU и CPAN [6, 7, 8]. Параметры входных и выходных цифровых сигналов считать соответствующими параметрам сигналов КМДП (или с согласия руководителя – ТТЛ)
[9, 10].
- построение временных диаграмм для одного из режимов работы МПС, в соответствии с табл. 5, причем должна быть указана команда, в которой реализуется данный режим;
Таблица 5
Задания для построения временных диаграмм
-
Номер
варианта
Режим работы МПС
1
Считывание из ПЗУ
2
Считывание из ОЗУ
3
Запись в ОЗУ
4
Ввод значений X1 – X4
5
Ввод значения X5
6
Вывод значения Y1
7
Вывод значения Y4
- расчет электрического сопряжения компонентов МПС (варианты 1 – 8 рассчитывают сопряжение адресных цепей, варианты 9 – 17 рассчитывают сопряжение цепей данных, остальные варианты рассчитывают сопряжение цепей управления);
- расчет аппаратных затрат (в числе условных корпусов). За единицу сложности аппаратных затрат принимается один 16-выводной корпус. Если корпус имеет большее число внешних выводов: 24, 28, 40 или 48, то его сложность оценивается с помощью коэффициента перевода, значение которого равно соответственно 2, 3, 5 или 6;
- расчёт потребляемой мощности;
- построение принципиальной электрической схемы МПС в целом. На принципиальной электрической схеме предусмотреть использование разъёмов для подключения источников питания, набора входных сигналов {Х} и выходных сигналов {Y}, а для повышения помехоустойчивости МПС следует выбрать емкостные фильтры [11, 12].
В пояснительной записке к курсовому проекту указать в приложениях технические характеристики, параметры, временные диаграммы отечественных и зарубежных БИС (не следует полностью приводить всю документацию, используйте ту часть документации, которая нужна и используется в проекте). Внести в список используемой литературы ссылки на Интернет или любой другой источник, откуда взято описание БИС, включенное в курсовой проект.
2.2. Разработка программного обеспечения
В проекте необходимо разработать следующие алгоритмы и прог-раммные модули на языке Ассемблера:
- инициализации МПС, т.е. установки режимов работы программируемых интерфейсных БИС;
- логической обработки сигналов Х1, Х2,..., X4 и формирования управляющего сигнала Y1;
- ввода напряжений X5 и X6 и формирования сигналов Y2, Y3;
- ввода напряжения X7 и формирования сигнала Y4;
- обработки сигналов прерывания;
- ввода с клавиатуры (для нечетных вариантов) и вывода данных на индикацию (для четных вариантов) ПУ.
В проекте необходимо предусмотреть защиту программных модулей от случайных сбоев, используя сторожевой таймер (watch dog – “сторожевой пёс”) для восстановления нормальной работы. Если в микроконтроллере отсутствует встроенный сторожевой таймер, то для этой цели следует использовать либо свободный внутренний, либо внешний таймер с внешней схемой аппаратного сброса.
Для каждого из разработанных программных модулей оценить время его реализации, требуемую емкость ROM и RAM.
При разработке программного обеспечения необходимо использовать соответствующие средства отладки (отладчики FD51, PV32 и др.).
Оформление пояснительной записки и графических материалов должно соответствовать требованиям ГОСТов (См. также требования к оформлению КП на стенде кафедры).
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Однокристальные микроЭВМ. – М.: Микап, 1994. – 490 с.
2. Сташин В.В., Урусов А.В., Мологонцева О.Ф. Проектирование цифровых устройств на однокристальных микроконтроллерах. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 224 c.
3. Иванов А.В., Кленов С.И. Построение микропроцессорных систем на базе однокристальных микроЭВМ. – М.: Изд-во МЭИ, 1992. – 52 с.
4. Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем: Справочник. В 2т./ Н.Н.Аверьянов и др.; Под ред. В.А.Шахнова. – М.: Радио и связь, 1988. – Т.1 – 368 с., Т.2 – 368 с.
5. Петровский И.И. и др. Логические ИС КР1533, КР1554. Справочник. В двух частях. – М.: Бином, 1993. – Часть 1 – 254 с., часть 2 – 497 с.
6. Интегральные микросхемы: Микросхемы для аналого-цифрового преобразования и средств мультимедиа. Выпуск 1. – М.: ДОДЭКА, 1996. – 384 с.
7. Бахметьев А.А.,. Солодов Ю.С. Прецизионные быстродействующие АЦП. – М., 1989. – (ТС – 5: Обзорн. информация./ ЦНИИТЭИ приборостроения; вып. 5).
8. Панфилов Д.И. ЦАП и АЦП в МПС. Микропроцессорные средства и системы. 1988. – N1 – С. 72–76.
9. Полупроводниковые приборы. Диоды, тиристоры, оптоэлектронные приборы. Справочник/ А.В.Баюков, Ф.Б.Гитцевич, А.А.Зайцев и др.; Под общ. ред. Н.Н. Горюнова. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 744 с.
10. Полупроводниковые приборы. Диоды высокочастотные, импульсные, оптоэлектронные приборы: А.Б. Гитцевич, А.А. Зайцев, В.В.Мокряков и др.; Под ред. А.В.Голомедова. – М.: КУБК-а, 1997. – 592 с.
11. Бодиловский В.Г., Смирнова М.А. Справочник молодого радиста.
Изд 3-е, перераб. и доп. – М.: Высш. школа, 1975. – 352 с.
12. Аксенов А.И., Нефедов А.В. Электрические схемы бытовой радиоаппаратуры. Конденсаторы, резисторы.: Справочник. – М.: Радио и связь, 1995. – 272 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИМЕР ВАРИАНТОВ ЗАДАНИЙ
| Номер студента по журналу деканата | Номер группы | |||
| А7-0х | А8-0х | А9-0х | А10-0х | |
| 1 1 6 1 5 1 5 7 2 2 2 1 3 3 5 3 6 6 4 2 4 2 5 2 2 5 5 6 1 3 1 6 3 6 4 2 7 4 4 5 1 1 3 3 2 3 3 2 1 3 4 4 3 2 2 5 3 4 1 6 6 4 5 4 2 3 4 4 6 4 5 5 3 7 4 3 6 1 1 5 1 7 5 2 5 6 4 5 3 3 3 2 6 3 4 5 2 1 4 5 2 3 5 1 6 . . . . . . . . . . . . . . . 25 2 6 1 4 7 1 1 2 1 1 4 1 3 5 2 2 6 4 2 3 | ||||
Примечание: вариант задания выдаётся в начале семестра, строго следуйте указаниям руководителя курсового проекта.
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
БЛАНК ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ
Московский энергетический институт
(Технический университет)
Институт автоматики и вычислительной техники
Кафедpа ВМСиС
Задание на куpcовой пpоект по дисциплине "Микропроцессорные системы”
Студент Петров И.И. Гpуппа А х – хх Вариант 2 7 6 1 2, чётн.
Тема: Разработка микропроцессорной системы для управления объектом
- Содержание проекта
Далее следует сформулировать цель задания и указать конкретные исходные данные к проекту (к конкретным данным относятся функции и параметры из табл. 1 – 5, значения коэффициентов A0, A1, вид узла аварийной сигнализации, виды программных модулей, которые должны быть разработаны и др.) См. ниже пример (для варианта 27612, студент чётный по списку).
Разработать микропроцессорную систему (МПС) на основе микроконтроллера АТ89С51 для управления объектом. МПС должна выполнять следующие действия:
1.1. Принимать информацию от двоичных датчиков Х1,…., Х4 и по их значениям вычислять булеву функцию Q1=Х1+Х2*Х3*Х4, при единичном значении этой функции вырабатывать выходной сигнал Y1 низкого уровня длительностью Т1=50 мс;
1.2. Преобразовывать напряжения Х5, Х6 с помощью АЦП в цифровые значения N5 и N6 и вычислять функцию Q2=(N5–N6)*2+K, где К– код уставки, равный Uк/LSB, где Uк – напряжение коррекции, а LSB значение младшего разряда выходного кода АЦП. Если Q2
1.3. Преобразовывать напряжения Х7 с помощью АЦП в цифровую величину N7 и вычислять функцию Q4=А0+N7/4, где значения коэффициента А0=0,014/LSB Значение Q4 с помощью ЦАП преобразуется в напряжение Y4, которое далее поступает на исполнительные механизмы;
1.4. Вводить данные из АЦП в микроконтроллер в последовательном коде в соответствии с протоколом интерфейса I2C. Напряжения Х5, Х6, Х7 поступают на вход АЦП с выхода аналогового коммутатора;
1.5. Выводить из микроконтроллера данные на ЦАП с помощью параллельного интерфейса;
1.6. Предоставлять оператору возможность управлять работой МПС с помощью клавиатуры с числом клавиш 25, включая 16 клавиш шестнадцатеричного кода, клавишу СБРОС и три командные клавиши;
1.7. Выводить значения Х1,…, Х4 на светодиоды, а Q4 в десятичном коде на сегментные светодиодные индикаторы;
1.8. Обрабатывать прерывания от трёх источников:
- по прерыванию от аварийного датчика включить световую аварийную сигнализацию с частотой 2 Гц, выдать значение Q4 и значения сигналов Х1,…, Х4, перевести МПС в состояние ожидания;
- по прерыванию от датчика отказа питания записать в энергонезависимое ОЗУ содержимое регистров микроконтроллера;
- по прерыванию от нажатия оператором на одну из двух командных клавиш ВВОД или МЕНЮ.
Кроме того необходимо:
- для четных вариантов использовать элементную базу серии 1554, а для нечетных – серии 1533;
- сформировать временные интервалы для двоичных управляющих воздействий с помощью программируемого таймера КР580ВИ53;
- построить временные диаграммы для режима заданного в табл.5;
- рассчитать электрическое сопряжение адресных цепей.
Разработать алгоритмы и программные модули на языке Ассемблера:
- инициализации МПС (установка начальных условий регистров специальных функций микроконтроллера и режимов работы периферийных БИС);
- логической обработки сигналов Х1, Х2, Х3, и Х4 и формирования управляющего сигнала Y1. Предусмотреть сброс от сторожевого таймера в случае случайного сбоя;
- ввода сигналов Х5, Х6 и Х7 и формирования сигналов Y2, Y3 и Y4;
- обработки сигналов прерывания;
- ввода данных с клавиатуры.
Для каждого из разработанных программных модулей оценить время его выполнения и требуемую ёмкость памяти.
Проектируемая МПС должна иметь минимальную мощность потребления.
- Гpафик pабот по pазделам куpсового пpоекта
| Перечень разделов | Трудоёмкость, % | Срок выполнения |
ры по теме проекта | 10 | 2 нед. |
| 2. Разработка аппаратных средств МПС | 30 | 4 нед. |
| 3. Расчет электрического сопряжения компонентов МПС | 5 | 5нед. |
| 4. Построение структурной и принципи- альной электрических схем МПС | 10 | 6 нед. |
| 5. Разработка и отладка программного обеспечения МПС | 35 | 10 нед. |
| 6. Оформление пояснительной записки | 10 | 12 нед. |
| 7. Корректировка проекта по замечаниям | | 13 нед. |
| 8. Защита проекта | | 14 – 15 нед. |
3. Пеpечень гpафических pабот
- МПС. Схема электрическая структурная схема (А2).
- МПС. Схема электрическая принципиальная (А1).
4. Pекомендуемая литеpатуpа
В список литературы включить 3 – 4 источника
Дата выдачи задания:
Pуководитель пpоекта: /Фамилия И.О./
Студент: / Фамилия И.О./
.