Система управления микропроцессорами - Курсовая работа

Низкое энергопотребление малое материалоемкость, высокая надежность, постоянно снижающаяся стоимость и широкие функциональные возможности стали причиной и следствием бурного внедрения микропроцессоров (МП) в самые разнообразные сферы производства. Массовость этого нового класса вычислительной техники и его высокие технико-экономические параметры сделали возможным проектирование и производство новых приборов, оборудования и агрегатов с расширенными функциональными и интеллектуальными возможностями на базе встроенных микропроцессорных средств (МПС).Микропроцессор выбирает команду из памяти, дешифрирует, выполняет ее, производит арифметические и логические операции, получает данные из устройств ввода и посылает их на устройства вывода. Управляющая память, содержащая микропрограмму из 78 команд, предусмотренных для данного микропроцессора, реализована на ПЛМ и находится в одном кристалле с центральным процессором и устройством управления. Микропроцессор выполняет операции над 8-ми ми и 16-ми разрядными данными, представленными в двоичном или двоично-десятичном виде, может обрабатывать отдельные биты, а также строки или массивы данных. Операционное устройство выполняет команду, а шинный интерфейс осуществляет взаимодействие с внешней шиной - выставляет адреса, считывает коды команд и операнды, записывает результаты вычислений в память или устройства ввода/вывода. Сигнал S6 всегда находится в состоянии 0, сигнал S5 индицирует состояние флага разрешения прерывания IF, а сигналы S4, S3 кодируют сегментный регистр, применяемый для формирования физического адреса согласно Таблице 2, Сигнал S5 обновляется в начале каждого такта CLK.Для отладки программы разрабатываемой МП системы наиболее целесообразно воспользоваться программой эмулятором процессора Emu8086, которая позволяет сократить время и упростить разработку программы. Данная программа компилирует исходный код и выполняет его с помощью эмулятора шаг за шагом. Визуальный интерфейс Emu8086очень прост в работе и позволяет наблюдать работу Арифметико-логического устройства (АЛУ), внутреннюю работу центрального процессора (CPU), регистры, флаги и память во время выполнения программы.Исходя из условий задания, в структуре проектируемой МПС можно выделить три основных модуля: - модуль ЦП; Модуль центрального процессора, основой которого является МП К1810ВМ86А, формирует и обрабатывает сигналы шин системы. Поскольку при работе системы нет необходимости в сохранении результатов промежуточных вычислений и работе со стеком, целесообразно включить в модуль ЗУ лишь постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), в котором хранится программа работы МПС.Функциональная схема проектируемой микропроцессорной системы состоит из функциональных схем его основных устройств: - центрального процессора К1810ВМ86А (рисунок 7); Обмен осуществляется с использованием шин адреса (ША), данных (ШД) и управления (ШУ). Протоколом обмена информацией между ЦП и модулем управления табло является синхронный (тактируемый) обмен, при котором передача информации по шинам осуществляется за один строго заданный промежуток времени, называемый тактом. Получив из очередной адресной ячейки команду и выполнив ее, программа переходит к следующему адресу, содержащего следующую команду, при этом адреса, в которых находятся данные, относящиеся к предыдущей команде, пропускаются. Выдача на шину данных содержимого ячейки памяти с адресом, выставленным на шине адреса, осуществляется подачей управляющего сигнала "Чтение" на шине управления МПС.Буфер шины данных выполнен на микросхеме DD4 КР580ВА86, направление передачи данных в которой изменяется в зависимости от значения сигнала на выходе DT/R микропроцессора. Управление устройствами памяти и ввода/вывода в МПС производится с помощью трех сигналов: M/IO (память/ввод-вывод), WR - запись, RD - чтение. Шина управление системы состоит из трех линий: MRDC (чтение из памяти), MWTC (запись в память), INIT (сброс). На входы CS1, CS2 постоянно подан сигнал выборки, а собственно выборка ИС происходит в момент подачи на объединенные входы CS3, CS4 сигнала лог. При подаче логической «1» на вход ОЕ шинный формирователь находится в режиме, при котором все входы/выходы переходят в высокоуровневое состояние.В соответствии с программой работы МП осуществляет вывод данных в устройство управления матричным цифровым табло. Между двумя выведенными строками программно обеспечивается пауза длительностью в 2с., а после вывода всех 16 строк - пауза длительностью в 46с. После вывода каждого информационного слова (в соответствии с условием поставленной задачи) для очередной строки, организуется вызов подпрограммы временной задержки длительностью в 2 сек. Подпрограмма временной задержки используется в двух случаях: 1) для организации временной задержки после вывода каждой информационной строки длительностью в 2 с. для чего вводим переменную j; По завершении цикла задержки в 10 с. программа снова переходит к циклическому обнулению, т.е. начинает свою работу сначала.

Содержание

Введение

1. Современные микропроцессорные средства

1.1 Обзор существующих МП систем

1.2 Обоснование выбора МП для проектируемой системы

1.3 Структурная схема микропроцессора К1810ВМ86

1.4 Программные средства отладки микропроцессоров

2. Разработка схем проектируемой МПС системы

2.1 Схема электрическая структурная

2.2 Схема электрическая функциональная

2.3 Схема электрическая принципиальная

3. Разработка алгоритма работы программы

4. Написание и отладка текста программы

4.1 Средства, используемые для отладки программы

4.2 Описание команд используемых в программе

4.3 Текст программы

5. Тестирование программы

Заключение

Список литературы