Разработка функционально законченного устройства для обработки входных сигналов линии с использованием цифровых устройств и аналого-цифровых узлов. Алгоритм работы устройства. Составление программы на языке ассемблера. Оценка быстродействия устройства.
Аннотация к работе
Курсовая работа по дисциплине «Цифровые устройства и микропроцессоры» предназначена главным образом для того чтобы студент получил навыки схемотехники, организации и программирования микрокомпьютеров. Спроектировать устройство сбора данных (УСД), которое должно работать следующим образом: последовательно опрашивая аналоговые сигналы, поступающие на F входов коммутатора каналов (КК), необходимо с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) преобразовать эти сигналы в цифровую форму (двоичные слова разрядностью 1 байт=8бит) и разместить в некоторую область оперативного запоминающего устройства (ОЗУ), начиная с ячейки, имеющей адрес с символическим названием М. УСД имеет в своем составе ОЗУ емкостью Q = N·n (N ячейка с разрядностью n) и форматом адресного слова 2 байта =16 бит. · программа будет размещаться в памяти начиная с ячейки с адресом BEG=031A Требуется: а) проработать вопрос организации ОЗУ; Микропроцессорное устройство необходимо довести до уровня структурной схемы, составить программу его функционирования на языке ассемблера, составить таблицу размещения программы в памяти, начиная с ячейки с адресом BEG, а также составить программу в кодовых комбинациях (на машинном языке);Во втором блоке в регистр B записываем число каналов F = 9 = Ah. Согласно заданию в качестве счетчика регистра применим регистр B - блок 3. Блок 5: число (адрес) записанное в аккумуляторе по шине данных передаем в устройство вывода №1. Блок 7: Так как это только один бит и для того чтобы определить его значения необходимо сдвинуть его с первой позиции сразу в триггер С, а нулевое значение бита С на место 15 бита и так далее. Блок 13: Записываем значение находящееся в регистре D в аккумулятор.В данной курсовой работе мы спроектировали устройство сбора данных на микропроцессорной основе, на примере микросхемы HM 62256.
План
Содержание
Введение
Техническое задание
1. Проектировка структурной схемы устройства сбора данных (УСД)
2. Программа работы УСД
2.1 Алгоритм работы устройства
2.2 Составление программы на языке ассемблера и ее размещение в ОЗУ
Оценка быстродействия устройства
Заключение
Список литературы
Введение
Курсовая работа по дисциплине «Цифровые устройства и микропроцессоры» предназначена главным образом для того чтобы студент получил навыки схемотехники, организации и программирования микрокомпьютеров. Данная работа показывает все возможности данной дисциплины в области телекоммуникаций. Задачей курсовой работы является углубление знаний, полученных при изучении курса, а также развитие навыков самостоятельной работы с технической и справочной литературой. Основной задача это разработка функционально законченного устройства для обработки входных сигналов линии с использованием цифровых устройств и аналого-цифровых узлов.
Техническое задание
Спроектировать устройство сбора данных (УСД), которое должно работать следующим образом: последовательно опрашивая аналоговые сигналы, поступающие на F входов коммутатора каналов (КК), необходимо с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) преобразовать эти сигналы в цифровую форму (двоичные слова разрядностью 1 байт=8бит) и разместить в некоторую область оперативного запоминающего устройства (ОЗУ), начиная с ячейки, имеющей адрес с символическим названием М. УСД имеет в своем составе ОЗУ емкостью Q = N·n (N ячейка с разрядностью n) и форматом адресного слова 2 байта =16 бит. Синхронизация работы микропроцессорной системы осуществляется от генератора тактируемых импульсов (ГТИ). Частота синхронизации f=500 КГЦ. Исходные данные: · Число входов коммутатора каналов F=9
· текущий адрес очередного канала должен храниться в регистре R=В
· область оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) M=012A емкость ОЗУ Q=32768x8
· программа будет размещаться в памяти начиная с ячейки с адресом BEG=031A Требуется: а) проработать вопрос организации ОЗУ;
б) реализовать УСД в виде микропроцессорного устройства, выполненного на основе микропроцессора (МП) i8085. При этом, текущий адрес очередного канала должен храниться, согласно заданному варианту таблицы 1, в регистре R. Микропроцессорное устройство необходимо довести до уровня структурной схемы, составить программу его функционирования на языке ассемблера, составить таблицу размещения программы в памяти, начиная с ячейки с адресом BEG, а также составить программу в кодовых комбинациях (на машинном языке);
в) оценить быстродействие УСД.
1. Проектировка структурной схемы устройства сбора данных (УСД)
Сначала выбираем микросхемы, которые будем использовать для решения поставленной перед нами задачи. Выберем микросхему HM62256 с организацией 32K?8 для ОЗУ. Она содержит 32K ячеек с разрядностью 8 бит. В нашем случае нужно использовать одну микросхему данного типа.
Обращение к ячейке, расположенной в той или иной линейке, обеспечивается с помощью управляющего сигнала CS - выбор кристалла. Для простоты примем, что микросхема в любой реализации имеет всего один вход CS. Тогда при CS =1 обращение к кристаллу (микросхеме) в данной линейке ОЗУ будет заблокировано. При CS =0 обращение разрешается(работает).
Для построения ОЗУ емкостью 32КХ8 потребуется 1 такая микросхема, так как где М1 - емкость одной выбранной микросхемы, Мт - требуемая емкость.
В этой микросхеме есть управляющий сигнал (добавлен сигнал разрешения выхода -OE). Когда этот сигнал пассивен (равен единице), входы/выходы данных микросхемы не функционируют независимо от режима работы, а если OE = 0 функционирует. Введение дополнительного сигнала позволяет более гибко управлять работой микросхемы. К тому же обычно в подобных микросхемах при пассивном сигнале -CS (равном единице) значительно уменьшается потребляемая мощность.
Рисунок 1. Схема построения ОЗУ
На рисунке 1 приведена схема построения такого ОЗУ. У микросхемы количество адресных входов А =15, так как 215 = 32К.
Применим микросхему HM62256.
Рисунок 2. Структурная схема УСД.
Структурная схема УСД, построенного в виде микропроцессорного устройства (МПУ), представлена на рисунке 2. Кроме микропроцессора, АЦП, оперативной памяти (ОП) и коммутатора аналоговых каналов, схема МПУ содержит два устройства ввода и одно устройство вывода данных, роль которых могут выполнять программно-управляемые регистры-порты, например, многорежимные буферные регистры (МБР) К580ИК80А. В таком варианте МПУ и шина управления может состоять всего из двух линий: ЗАПИСЬ и ЧТЕНИЕ. На схеме рисунка 2 для простоты не показаны: дешифратор сигналов выборки модуля ОП (CS) и триггер-флаг АЦП (Тфл).
2.
Вывод
В данной курсовой работе мы спроектировали устройство сбора данных на микропроцессорной основе, на примере микросхемы HM 62256. Проработали вопрос организации ОЗУ МП-системы. ОЗУ емкостью M=N*n (N ячейки с разрядностью n) и форматом адресного слова 2 байта = 16 бит.
Преобразовали структурную схему и блок-схему алгоритма функционирования МПС и составили программу на языке ассемблера в мнемонических и машинных кодах с размещением ее в ОЗУ, начиная с ячейки c 031А.