Курсовая Работа по Микропроцессорным Системам

      Комментарии к записи Курсовая Работа по Микропроцессорным Системам отключены

Курсовая Работа по Микропроцессорным Системам.rar
Закачек 3557
Средняя скорость 7870 Kb/s

Курсовая Работа по Микропроцессорным Системам

Описание разработки системы контроля точности параметров заготовки. Характеристика структурной организации устройства и схемы алгоритма работы основной части и подпрограммы прерывания. Особенности функциональной электрической схемы и текст программы.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Южно-Уральский государственный университет»

Кафедра «Электронные вычислительные машины»

“____” _________ 2008 г.

студент группы ПС-347

“____” _________ 2008

“____” _________ 2008 г.

2. Постановка задачи

3. Структурная организация устройства

4. Общая схема алгоритма

5. Функциональная схема

6. Детальная схема алгоритма

7. Программа работы

Приложение 1. Схема электрическая функциональная

Разработать на основе МПК 580 систему контроля точности параметров заготовки (длина, толщина, ширина). Размеры поступают от датчика по готовности параметра измерения через последовательный порт ввода. Результат контроля — сигналы управления (отбраковки и годности). Изменение параметров контроля возможно с пульта управления через параллельный порт ввода в режиме прерывания (единственный источник прерываний).

2. Постановка задачи

По заданию приём данных с датчика происходит через универсальный асинхронно-синхронный последовательный адаптер ВВ51. Использование его будет происходить в асинхронном режиме. Кроме того нам также понадобится системный таймер ВИ53, в котором будем использовать 0 счётчик в 3 режиме. Данные будут приходить всегда в одном и том же порядке: длина (00), ширина(01), высота(10). Значение каждого параметра лежит в диапазоне от 0 до 255.

Задача нашей программы — считать все три параметра и проверить их на соответствие заданным. Параметры для сравнения необходимо хранить в памяти. Таким образом, кроме постоянного запоминающего устройства, нужна оперативная память. Также она требуется для организации стека (при прерывании в нём сохраняются адрес точки возврата и контекст программы).

Для приёма значений для проверки с пульта управления будем использовать периферийный адаптер параллельного интерфейса ввода-вывода ВВ55. С порта А будем считывать новое значение, с порта В — номер параметра (00-10). Младшие разряды порта С будем использовать для выдачи управляющих сигналов:

PC6 — сигнал принятии детали (Accept)

PC7 — сигнал отбраковки (Discard)

3. Структурная организация устройства

Структуру данного устройства можно представить следующим образом

Рис. 1. Структурная организация устройства контроля точности параметров заготовки

4. Общая схема алгоритма

На рис.2 показан алгоритм работы основной программы.

Рис. 2. Общая схема алгоритма работы основной программы

На рис.3 показан алгоритм работы подпрограммы прерывания

Рис. 3. Общая схема алгоритма обработки прерывания

5. Функциональная схема

Адресное пространство разделим следующим образом:

Адресное пространство изолированной области ввода/вывод разделим таким образом:

Тогда сигналы CS для данных микросхем будут формироваться следующим образом:

В адаптере ВВ55 порт А работает на ввод в 1 режиме (новые данные), и порт В на ввод в 1 режиме (номер параметра). Вывод PC4 используется для принятия сигнала с переключателя. Сигнал INT, формирующийся после нажатия кнопки, снимается с PC3 и подаётся на вход INT процессора.

Выводы PC0 и PC1 — сигналы принятия и отбраковки детали.

Для построения устройства используем стандартный набор микросхем: 580ВМ80, 580ГФ24, 580ВК38. Тактовую частоту системы возьмём равной 2 МГц.

Вывод 580ВК38 INTA следует соединить с источником питания +12 В через резистор сопротивлением 1 кОм, тогда контроллер автоматически в необходимый момент выдаст команду RST7 на шину данных.

Функциональная электрическая схема разрабатываемого устройства приведена в приложении.

6. Детальная схема алгоритма

Рис.4. Детальная схема алгоритма основной программы

Рис.5. Детальная схема алгоритма подпрограммы обслуживания прерывания

Текст программы на ассемблере:

push psw; сохранение значений регистров в стеке

in 00h; А:=Port(00h), Чтение из порта А размера

in 01h; А:=Port(01h), чтение из порта В параметра

jz end; Если параметр 11 — выход

mov E,A; Е — параметр

mov A,B; А — значение

pop D; Загрузка значений регистров из стека

ei; разрешение прерывания

lxi sp,1FFh; Настройка стека — SP:=1FF

xra A; Занесение нулевых эталонных значений для проверки в ОЗУ

sta 101h; Ширина

sta 102h; Высота

mvi A,0BAh; Инициализация ВВ55. Порты А и В на ввод в 1 режиме

mvi A,9h; BSR (INTE:=1)

mvi A,0B6h; Инициализация ВИ53

out 04h; 0 счётчик, коэффициент пересчёта — слово, режим 3

mvi A,0A6h; Младший байт коэффициента пересчёта

out 04h; Старший байт

out 09h; Инициализация ВВ51

out 09h; Выход на CI

mvi A,40h; CI.IR:=1 (сброс адаптера)

mvi A,0FDh; 2 стоповых бита, разрешение контроля, 8 бит данных, асинхронный режим

in 08h; Ложное чтение

ei; Разрещение прерываний

mvi D,01h; Установка старшего байта адрес эталонных данных

mvi H,00h; Количество несоответствий

mvi C,03h; Счётчик проверенных параметров

mvi E,00h; Установка младшего байта адрес эталонных данных

mvi A,14h; ER, RxEN, DTR (DTR — датчика необходимо начать передачу с 1-го параметра)

ani 80h; Ожидание DSR (DSR — датчик готов передавать)

mvi A,34h; ER, RxEN, RTS (RTS — датчик должен начать передачу)

ani 02h; Ожидание RxRDY

in 08h; Байт информации с датчика

mov B,A; Сохраняем его в B

ANI 18h;Проверка на наличие ошибок

cmp B; Сравниваем поступившее значение с эталоном

jz EQ; Проверка прошла успешно?

inr H; Инкремент количества несоответствий

inr E; Переход к следующему параметру

mov A,H; Если Н != 0 — деталь бракованная

mvi A, 01H; Сигнал «Принято»

out 02H; Сигнал «Брак»

Текст программы в кодах команд МП КР580ВМ80:

0000 C3 65 00 jmp begin

0038 F5 push psw

003B DB 00 in 00h

003E DB 01 in 01h

0040 E6 03 ani 03h

0042 FE 03 cpi 3

0044 CA 4C 00 jz end

0047 16 01 mvi d,01h

004E F1 pop psw

0065 31 FF 01 lxi sp,1ffh

0069 32 00 01 sta 100h

006C 32 01 01 sta 101h

006F 32 02 01 sta 102h

0072 3E BA mvi a,0bah

0074 D3 03 out 03h

0076 3E 09 mvi a,9h

0078 D3 03 out 03h

007A 3E B6 mvi a,0b6h

007C D3 04 out 04h

007E 3E A6 mvi a,0a6h

0080 D3 04 out 04h

0082 3E 01 mvi a,01h

0084 D3 04 out 04h

0086 D3 09 out 09h

0088 D3 09 out 09h

008A D3 09 out 09h

008C 3E 40 mvi a,40h

008E D3 09 out 09h

0090 3E FD mvi a,0fdh

0092 D3 09 out 09h

0094 DB 08 in 08h

0097 16 01 mvi d,01h

0099 26 00 mvi h,00h

009B 0E 03 mvi c,03h

009D 1E 00 mvi e,00h

009F 3E 14 mvi a,14h

00A1 D3 09 out 09h

00A3 DB 09 in 09h

00A5 E6 80 ani 80h

00A7 CA A3 00 jz m1

00AA 3E 34 mvi a,34h

00AC D3 09 out 09h

00AE DB 09 in 09h

00B0 E6 02 ani 02h

00B2 CA AE 00 jz m2

00B5 DB 08 in 08h

00B8 E6 18 ani 18h

00BA C2 D5 00 jnz error

00BF CA C3 00 jz eq

00C5 C2 AE 00 jnz m2

00C9 EE 00 xri 0h

00CB C2 D5 00 jnz error

00CE 3E 01 mvi a, 01h

00D0 D3 02 out 02h

00D2 C3 99 00 jmp st

00D5 3E 02 mvi a,02h

00D7 D3 02 out 02h

00D9 C3 99 00 jmp st

1. Щелкунов Н.Н., Дианов А.П. Микропроцессорные средства и системы.- М.: Радио и связь, 1989г.

2. Хвощ С.Т. и др. Микропроцессоры и микроЭВМ в системах автоматического управления. Справочник. Под общей редакцией Хвоща С.Т. — Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1987.

Подобные документы

Описание алгоритма работы и разработка структурной схемы МКС. Схема вывода аналогового управляющего сигнала, подключения ЖК-дисплея, клавиатуры и аварийного датчика. Разработка блок-схемы алгоритма главной программы работы МКС. Функция инициализации.

Разработка структурной схемы гипотетической ЭВМ, ее функциональной или принципиальной схемы и алгоритма работы конкретного блока, входящего в состав этой ЭВМ. Принципы работы и архитектура центрального процессора и памяти, система прерывания программ.

Требования к пользовательскому интерфейсу программного продукта. Выбор инструментальных средств разработки программы. Описание функциональной схемы, модульной структуры, структурной схемы. Технология разработки справочной системы программного продукта.

Разработка алгоритма работы устройства, описание выбора элементной базы и работы принципиальной схемы. Текст программы, инициализация указателя стека, структура системы и ресурсов микроконтроллера. Запись кодов при программировании данного устройства.

Процесс моделирования работы САПР: описание моделирующей системы, разработка структурной схемы и Q-схемы, построение временной диаграммы, построение укрупненного моделирующего алгоритма. Описание математической модели, машинной программы решения задачи.

Разработка функциональной и принципиальной схемы прибора, ее структура и элементы. Источник тока, управляемый напряжением, схема подключения кнопок. Разработка основной программы и применяемые подпрограммы, оценка эффективности проектируемой системы.

Назначение и устройство микропроцессорной системы контроля. Описание функциональной схемы микропроцессорной системы контроля. Расчет статической характеристики канала измерения. Разработка алгоритма функционирования микропроцессорной системы контроля.

Описание алгоритма функционирования устройства сопряжения, которое подключается к системной шине ISA. Принципиальная и функциональная схемы интерфейсной и операционной части устройства. Моделирование схемы операционной части, построение диаграммы работы.

Составление схемы электрической структурной и функциональной. Описание элементной базы: микроконтроллер PIC16F88, микросхема DS18B20, ЖК-индикатор MT10T9. Описание схемы электрической принципиальной, главные элементы. Правила работы с устройством.

Назначение и применение микроконтроллеров — интегральных микросхем, предназначенных для управления электронными схемами. Описание способа адресации. Разработка программы, описание электрической и структурной схемы разрабатываемого микроконтроллера.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет»

Инженерно- экономический факультет

Кафедра «Промышленная электроника»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

по курсу «Системы отображения информации»

Микропроцессорная системы отображения информации

Выполнил студент группы 4ПЭа-1 Д.В. Евпаков Руководитель проекта Н.Н. Любушкина

Н.Контр. Н.Н. Любушкина

Отображение информации — это свойство технической системы воспроизводить требуемую информацию в форме, удобной для непосредственного восприятия человеком.

Технические средства, используемые для формирования информационных моделей, называются средствами отображения информации (СОИ). С помощью СОИ полученная от одного или нескольких источников информация преобразуется в информационную модель, удобную для непосредственного восприятия.

Существует три способа отображения информации:

индикация — представление информации в форме изображения (информационной модели), параметры которого обеспечивают требуемую быстроту и точность восприятия, информационную емкость и удовлетворяют требованиям инженерной психологии (эргономики);

сигнализация — это отображение информации для привлечения внимания к изменению состояния системы, характеризуемое четко различными изменениями параметров информационной модели;

регистрация — это представление информации на материальном носителе с возможностью хранения без затрат энергии.

Большую часть информации (около 80%) человек получает по зрительному каналу. Если информация создается или передается электронными средствами, она воспроизводится с помощью средств отображения информации, которые являются электронным переводчиком, позволяющим воспринять закодированную электрическими сигналами информацию.

К средствам отображения информации относятся устройства коллективного пользования (стадионные, вокзальные и другие информационные табло), персональный компьютер, индикаторы, встроенные в различные измерительные или бытовые электронные приборы. Соответственно различаются и предъявляемые к этим средствам психофизиологические, энергетические, стоимостные, габаритные и другие требования, которые должен учитывать разработчик.

Основным узлом СОИ является индикатор, преобразующий электрические сигналы в видимое изображение. До сих пор основным типом индикатора, используемым в СОИ, остается электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), которой присущи все типичные недостатки электровакуумных приборов: большое потребление мощности, высокие питающие напряжения, большие масса и габаритные размеры. На смену ЭЛТ, особенно в применениях, связанных с ЭВМ, пришли матричные индикаторные панели самых различных типов — газоразрядные, электролюминесцентные, жидкокристаллические. В отличие от ЭЛТ управление ими построено на цифровых принципах, что соответствует современным тенденциям развития электроники.

Другим важным компонентом СОИ являются интегральные микросхемы (ИМС). Современные СОИ почти целиком строятся на базе ИМС со средней и высокой степенью интеграции, все шире в них используются микропроцессорные средства и микро-ЭВМ.

Развитие средств отображения информации происходит в направлении использования в них как усовершенствованных типов электроннолучевых индикаторов, так и плоских матричных индикаторов, которые перспективны для высококачественного отображения информации.

Проектирование средств отображения информации включает в себя создание информационной модели с учетом представляемой информации и свойств человека-оператора, выбор типа индикатора, разработку на этой основе структурной схемы СОИ, разработку модулей системы и т. д.

Для правильного проектирования средств отображения информации необходимо учитывать структуру и технические характеристики индикаторов, особенности построения модулей системы на основе современных интегральных микросхем, т. е. проектирование средств отображения информации требует комплексного подхода со стороны специалистов.

Задачей курса «Средства отображения информации» является ознакомление студентов с принципами построения аппаратуры, физическими особенностями различных типов электронных индикаторов и т. д.

Рассмотрение этих вопросов позволит показать взаимодействие средств промышленной электроники в едином комплексе аппаратных и программных средств. Приобретенные таким образом навыки могут быть использованы при проектировании электронных устройств самого различного назначения с широким применением интегральных схем.

Работа любого устройства начинается с его включения.

После включения индикаторы должны быть погашены, кроме левого знакоместа, где должен располагаться курсор. В качестве типа курсора будем использовать негативный блок.

При вводе информации с клавиатуры курсор смещается вправо, оставляя на своём месте введённый символ. По достижении курсором конца строки, то есть крайней правой позиции, введенная на индикатор информация остаётся в ОЗУ, а сам индикатор очищается, и курсор перемещается в начало строки. Таким образом, система готова принимать информацию в следующую строку.

Когда курсор достигает последней позиции последней строки, ввод информации заканчивается. Дальнейшее перемещение курсора по введенному тексту осуществляется клавишами управления курсора (вверх, вниз, вправо, влево).

Клавиша «Insert» включает и выключает режим вставки. При включенном режиме вставки, в процессе ввода информации, все символы справа от курсора будут сдвигаться вместе с курсором и выходя за пределы последней строки теряются. При выключенном режиме вставки, ввод информации производиться поверх старой, стирая предыдущий символ.

Клавиша «Delete» удаляет символ слева от курсора (заменяет на пробел) и перемещает курсор на одну позицию влево. Если при этом включен режим вставки, то вслед за курсором перемещаются все символы расположенные правее.

Режим редактирования.

Замена. Для замены символа необходимо подвести курсор к нужной позиции посредством функциональных клавиш: «¬», «®». При нажатии любой информационной клавиши в той позиции, на которую указывает курсор, автоматически производится замена символа. При этом, старый символ теряется.

Удаление. Для удаления необходимо подвести курсор к нужной позиции и нажать клавишу «Del». При этом вся информация в строке, записанная после текущей позиции, сдвигается влево, а в последней позиции строки появится пробел. Символ в текущей позиции теряется. Курсор останется на той же позиции, на которую указывал до удаления.

Вставка. Для вставки необходимо курсор подвести к той позиции, перед которой будет производиться вставка символа. Затем, после нажатия функциональной клавиши «Ins», вся информация, записанная после текущей позиции и включая текущую позицию, сдвигается вправо, при этом последний символ в строке теряется, а курсор остается на прежней позиции. После нажатия любой информационной клавиши в незанятой позиции появляется соответствующий символ.

Сброс. При нажатии клавиши «Reset» происходит сброс информации во всех строках. Затем курсор переходит в первую позицию первой строки.

Отображение. Для вывода определенной введенной строки на индикацию используются клавиши «­», «¯», при этом, курсор остается в том же столбце, в котором он находился до перехода на другую строку. Если текущей строкой является первая и нажимается клавиша «­», то на экране появится содержимое последней строки. Если текущей строкой является последняя и нажимается клавиша «¯», то на экране появится содержимое первой строки.

Всего в данной системе используется 49 клавиш, из них 42 информационных, 7 функциональных, а также имеются две клавиши (Shift и Reset), которые не входят в основную матрицу клавиатуры и предназначены для изменения режима работы клавиатуры

Структурная схема будет базироваться на магистрально-модульном принципе организации МП — системы. В такой системе связь всех устройств (модулей) осуществляется с помощью общих шин. Передача информации может осуществляться одновременно только между двумя модулями.

Структурная схема микропроцессорного устройства представлена на рисунке 1.

ЦП – центральный процессор; ТГ – тактовый генератор; У В/В – устройство ввода/ вывода; ПЗУ – постоянное запоминающее устройство; ОЗУ – оперативное запоминающее устройство; СА – селектор адреса; ШУ – шина управления; ША – шина адреса; ШД – шина данных

Рисунок 1 – Структурная схема микропроцессорного устройства

Основным узлом разрабатываемого устройства отображения информации является ЦП. В его функции входит управление всеми остальными узлами устройства. Отдельные блоки соединяются между собой линиями, объединяемыми по сходству назначения в шины. Число линий в шине обычно соответствует разрядности передаваемого слова. С помощью 16-разрядной шины адреса обеспечивается выбор одной из 65536 ячеек памяти. По 8-разрядной шине данных передаются команды и данные. Ограниченное число внешних выводов микропроцессора (МП) приводит к необходимости использования для передачи информации двунаправленной шины данных. Синхронизация работы МП, ПЗУ, ОЗУ памяти или внешнего устройства при обмене информацией производится с помощью сигналов сопровождения информации, передаваемых по шине управления.

Все действия ЦП заранее запрограммированы и подчинены последовательности команд, хранимой в ПЗУ. Кроме того, в ПЗУ записаны необходимые для работы константы, например, формы знаков. Для хранения вводимой информации и программ необходима оперативная память (ОЗУ).

Устройство ввода/вывода предназначено для ввода информации в систему и вывода обработанной информации на индикацию.

Селектор адреса предназначен для выбора одного из внешних устройств.

МП синхронизируется тактовыми импульсами, формируемыми ТГ. Для тактирования используется двухфазная система импульсов C1 и C2, а максимальная тактовая частота МП составляет 2МГц.

Разработаем функциональная схема центрального процессора.

Функциональная схема центрального процессора представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Функциональная схема центрального процессора

При включении питания или при нажатии клавиши «Reset», система начального сброса (СНС) формирует сигнал «Установка нуля», который поступает на вход генератора тактовых импульсов (ГТИ) «RESIN». ГТИ формирует сигнал «SR», поступающий на одноименный вход ЦП, что обеспечивает автоматическую установку микропроцессора в исходное состояние.

ГТИ, формирует сигналы C1 и C2 – тактовые сигналы с различными фазами; RDY – сигнал «Готовность»; STB – стробирующий сигнал состояния, формируемый при наличии на входе «SYN» напряжения высокого уровня, поступающего с выхода микропроцессора в начале каждого машинного цикла. Сигнал «STB» используется для занесения информации состояния МП в системный контроллер для формирования управляющих сигналов.

Так как к шине адреса может быть подключено большое число внешних устройств, а выходные линии канала адреса не обладают достаточной нагрузочной способностью, то в схему необходимо ввести буферные устройства шины адреса (БА). Для увеличения нагрузочной способности шины данных используется буфер данных (БД).

Для формирования управляющих сигналов используется системный контроллер (СК). От МП в СК подаются сигналы: TR– выдача информации; RC – прием информации.

СК формирует следующие управляющие сигналы: RD – чтение памяти; WR – запись в память; RDIO – чтение из устройства ввода/вывода; WRIO – запись в устройство ввода/ вывода.

Так как МП работает по опросу, то выводы МП «INT» и «HLD» заземляются. В случае, если МП СОИ работает по прерываниям, то подается уровень логической единице.

Разработаем функциональная схему блока запоминающих устройств

Функциональная схема блока запоминающих устройств представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Функциональная схема блока запоминающих устройств

Входы ПЗУ и ОЗУ A0 – А10 подключены к младшим адресам шины адреса. На входы выборка кристалла (CS) подаются сигналы с СА. На вход RD ПЗУ подается сигнал RD с системного контроллера и по низкому уровню этого сигнала данные по указанному адресу передаются на ШД. На вход WR/RD ОЗУ подается сигнал WR с СК и по низкому уровню этого сигнала данные передаются на ШД.

Разработаем функциональную схема селектора адреса.

Функциональная схема селектора адреса представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 – Функциональная схема блока селектора адреса

Селектор адреса представляет собой устройство управления другими устройствами системы. С ША адрес поступает на вход СА, а на выходе получаем сигнал выборки устройства из числа, входящих в систему.

МП КР580ВМ80А может адресовать до 256 устройств ввода-вывода и обеспечить адресацию внешней памяти объемом 65536 байт.

Распределение адресного пространства представлено в таблице 1.

Кое-что по теме IT

Вариант задания: 11

Задание: разработка схемы устройства сопряжения с микропроцессором

  • Счетчик CE — 16-и разрядный
  • Сигнал не-BHE — используется
  • Количество каналов — 1
  • Режимы работы: 1,2,3
  • Количество разрядов в ША — 8
  • Количество разрядов в ШДМПр — 16
  • Количество разрядов в ШДУС — 8
  • Количество адресных входов — 2
  • Адреса: 4 адреса, один из которых = EBH для OLH
  • Количество стробов чтения — 4
  • Количество стробов записи — 5


Статьи по теме