Изучение устройства связи с датчиком и исполнительными механизмами, разработка блока памяти объёмом 80 кб. Характеристика программ, обеспечивающих выполнение заданного алгоритма и алгоритма обмена. Оценка микропроцессорной системы по аппаратным затратам.
Аннотация к работе
Микропроцессорная система (далее МПС) предназначена для управления некоторыми 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.В разрабатываемой микропроцессорной системе реализуется функция, состоящая из нескольких подфункций, объединенных в следующие группы: 1 подфункции взаимодействия с объектом управления (прием и обработка данных с датчиков и передача результата на исполнительный механизм).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. Блок 3 обеспечивает прием информации с аналоговых датчиков ,ее преобразование в цифровую форму, вычисление значений управляющих воздействий , и выдачу их на исполнительные механизмы. 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.Микропроцессорная система обрабатывает запросы на аппаратные прерывания по сигналу отказа источника питания.В качестве внешнего ПЗУ должны использоваться микросхемы с организацией 4Kx4 с суммарной емкостью 16 Кбайт.За единицу сложности аппаратных затрат принимается один шестнадцати разрядный корпус. Если корпус имеет большое число выводов, то его сложность берется из таблицы 1.Результаты содержат: 1. Структурную схему микропроцессорной системы, краткое описание, состав и назначение основных элементов системы; Карту распределения адресного пространства памяти микропроцессорной системы; подпрограммы, данные, стек, константы;На рисунке 3 приведена структурная схема МПС. Структурная схема МПС содержит следующие блоки: МК - микроконтроллер К1830ВЕ51 и схема генератора/сброса. БПК - блок последовательного канала связи с ЭВМ, содержит два преобразователя уровней Интерфейс осуществляется программным способом; Содержит регистр-защелку младшей части адреса, дешифратор адреса памяти данных 4>16, ПЗУ 8К*2, ОЗУ 4К*16, четыре ППА, расширяющих порты ввода-вывода микроконтроллера. Два светодиодных регистра для ввода К (4*4) содержит цифровые клавиши On-in, ввод нового значения К(10 разрядов) осуществляется после ввода комбинации З-ч цифр на клавиатуре (например, 1FAH), значение сокращается до10 разрядов.Микроконтроллер содержит масочно-программируемое в процессе производства кристалла постоянного запоминающего устройства памяти программ емкостью 4096 байт. Порт Р0 в альтернативном режиме может использоваться для выдачи приема сигнала адреса/данных(АД0…АД7), т.е. используется для обмена данными Д0…Д7 или передачи адреса А0…А7 во внешние устройства или внешнюю память. Передача адреса при этом подтверждается отрицательным фронтом на выводе ALE. Порт Р2 - это восьмиразрядный квазидвунаправленный порт ввода-вывода, т.е. порт вывода информации, который при определенном исполнении может применяться и для входа информации. По этим сигналам осуществляется передача данных во внешнюю память через РО.Содержит регистр-защелку младшей части адреса, дешифратор адреса памяти данных 4>16, ПЗУ 8К*2, ОЗУ 4K*16,четыре ППА, расширяющих порты ввода-вывода микроконтроллера. ПЗУ D34,D35 признаком обращения в ПЗУ служит строб РМЕ, выбор микросхемы ПЗУ происходит по линииТаблица 3 - Описание схемы работы МПС. Позиция Обозначение Наименование Количество ПрименениеКарта адресов внешней памяти представлена в таблице 4. Таблица 4 - Карта адресов внешней памяти. 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.Оценка микропроцессорной системы приведена в таблице 6. Таблица 6 - Оценка МПС по аппаратным затратам Наименование Количество корпусов Число выводов СложностьМикропроцессорная 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.
План
СОДЕРЖАНИЕ
1. Техническое задание
1.1 Общие сведения
1.2 Выполняемые функции
1.3 Подфункции взаимодействия с объектами управления
1.4 Подфункция обработки аппаратных прерываний
1.5 Элементная база
1.6 Критерии разработки
1.7 Результаты разработки
2. Структурная схема микропроцессорной системы
3. Структурная схема микропроцессора
4. Структурная схема блока памяти
5. Схема работы микропроцессорной системы
6. Карта распределения адресного пространства
7. Оценка микропроцессорной системы по аппаратным затратам
Заключение
1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
1.1 Общие сведения
Вывод
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 объемом 80 кб, осуществлена оценка характеристик МПС.