Online video hd
Смотреть бабушки видео
Официальный сайт panajotov 24/7/365
Смотреть видео бесплатно
|
||||||||||||
|
РефератыЦифровые устройства (36)Курсовая по микропроцессорам
Размер: 70.43 KB
Скачан: 154 Добавлен: 22.07.2005 Министерство высшего и профессионального образования РФ Ижевский Государственный Технический Университет Приборостроительный факультет Курсовой проект По дисциплине: техника микропроцессорных систем. Тема: устройство управления на базе одно-кристальной микроЭВМ МС68Н705С8. Выполнил студент-заочник: Дударев А.Ю. ИЖЕВСК 2001
Техническое задание. Разработать устройство управления на базе однокристальной микроЭВМ 1. Коммутатор аналоговых сигналов с напряжением от – 5 до + 5 вольт. 2. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). 3. Постоянное запоминающее устройство (РПЗУ). 4. Аналого-цифровой преобразователь. Цифро-аналоговый преобразователь. Входные дискретные сигналы. Выходные дискретные сигналы. Интерфейс обмена.
В ОЭВМ МС68НС705С8 (далее МК) имеется три порта общего назначения (по Исходя из выше изложенного, на портах МК необходимо организовать три шины: данных, адреса и управления, а в состав внешних устройств должны входить регистры, в которые по шине данных с помощью сигналов шины управления будут записываться необходимые данные. Рассмотрим особенности построения каждого из внешних устройств. Коммутатор аналоговых сигналов должен состоять непосредственно из самого аналогового коммутатора и регистра, в котором будет записываться слово управления коммутацией. Для выбора одного из 16-ти входов требуется 4 разряда управляющего слова, для выбора одного из двух выходов необходим один разряд, целесообразно так же выделить один разряд для отключения обоих выходов. Таким образом, слово управления аналоговым коммутатором содержит 6 разрядов. Для записи данных в регистр управления требуется один сигнал управления. Т.к. емкость ОЗУ невелика (256 байт) целесообразно применить статическое ОЗУ, чтобы исключит схему управления динамическим ОЗУ. Схема Блок цифро-аналогового преобразователя содержит непосредственно сам Схема выдачи дискретных сигналов должна состоять из регистра выходных сигналов и схемы преобразования к уровням ТТЛ, если последняя потребуется, в зависимости от применяемого регистра. Для выдачи дискретных сигналов требуется 10 разрядов самих сигналов и одного сигнала управления регистром. Для организации последовательного интерфейса RS-232 целесообразно использовать встроенный в МК последовательный интерфейс связи, используя его линии RDI, TDO как сигналы RxD, TxD соответственно интерфейса RS-232. Для исключения постоянного опроса входных сигналов управления интерфейса RS-232 целесообразно организовать прерывание работы МК по изменению этих сигналов. Таким образом, шина адреса должна быть 8-ми разрядной (ОЗУ), шина данных 10-ти разрядной (ЦАП, выходные дискретные сигналы), шина управления Итак, можно перейти к выбору элементной базы и составлению принципиальной электрической схемы. Обоснование выбора элементной базы. Т.к. МК реализован по КМОП - технологии и использует напряжение питания 5В, то целесообразно и другие микросхемы выбрать КМОП типа с напряжением питания 5В, для исключения схем согласования уровней и уменьшения энергопотребления. Наиболее приемлемыми по быстродействию и нагрузочной способности являются КМОП микросхемы серии КР1554, поэтому выберем все неспециализированные ИС из этой серии. В качестве регистра хранения выберем Для коммутирования входных аналоговых сигналов используем ИС КР590КН1 Исходя из анализа, ТЗ в качестве ОЗУ целесообразнее выбрать статическое ОЗУ с отключением выводов данных, также желательно, что бы ИС В качестве ЦАП целесообразно применить ИС ЦАП со встроенным регистром хранения входного ряда, а т.к. требований к быстродействию не предъявлено, применим ИС КР572ПА2А – 12-ти разрядный ЦАП с входными регистрами хранения. Для формирования выходного сигнала ЦАП, а также для схемы формирования выходных уровней интерфейса RS-232, требуются быстродействующие ОУ, такие как КР574УД2А – два ОУ со скоростью нарастания выходного сигнала 50В/мкс. Очевидно, контроллер входит в состав более сложного устройства, т.е. плата контроллера подстыковывается к плате соединений, таким образом, целесообразно применить одну розетку для печатного монтажа, такую как трех- рядная 72-х контактная РПМ7-72Г-П-В. Описание схемы принципиальной электрической и работы схемы. Центральным устройством схемы контроллера является МК DD9. На портах общего назначения DD9 организованы: шина адреса А7..А0 (линии РА7..РА0), шина управления внешними устройствами (РВ5..РВ0) и шина данных D9..D0 Внешний сигнал начальной установки (RESET) DD9 не предусмотрен, т.к. в нем нет необходимости; при подаче напряжения питания происходит RESET по включению, а при сбоях программы можно предусмотреть по сигналу СОР – таймера. Рассмотрим построение и работу каждого из внешних устройств. АК входных сигналов построен на двух восьмиканальных коммутаторах DD6, Режим коммутации определяется управляющим словом, записанным в регистр Слово управления АК записывается в регистр DD5 следующим образом: на линии D5..D0 (РС5..РС0) МК выставляет логический “0”, и последний сигнал АС переводится в высокий уровень, таким образом данные с линий D5…D0 по положительному фронту сигнала АС записываются в регистр DD5. Для организации интерфейса RS-232 использован встроенный в МК последовательный интерфейс связи. Вход приемника RS-232 (RxD) через преобразователь уровней (работу которого рассмотрим ниже) подключен к соответствующему входу МК RDI, а выход передатчика МК TDO через преобразователь уровней (ПУ) подключен к входам порта D MK (PD2…PD5 соответственно), а выходные сигналы RS-232 записываются МК в регистр хранения DD11, с выхода которого через ПУ подаются на соответствующие входы Запись выходных сигналов управления RS-232 (DTR, RTS) в регистр DD11 происходит следующим образом: МК выставляет на линии D8, D9 требуемые уровни сигналов DTR, RTS , а на линии INT (PB5) низкий уровень, затем сигнал INT переводится в «1», по положительному фронту сигнала INT данные D8, D9 записываются в регистр DD11 и выдаются на его выходах и соответственно на выходах RS-232. Как следует из анализа ТЗ в схеме организовано прерывание по изменению входных сигналов управления RS-232. Рассмотрим формирование сигнала прерывания IRQ на примере сигнала DCD: Сигнал DCD после ПУ подается на вход элемента «исключающее или» DD3.1, на другой вход DD3.1 подается этот сигнал через диффиринцирующую цепь Выбор времени t = 0,7 · 100кОм · 470пФ = 33мкс произведен из следующих соображений: МК должен принимать сигнал прерывания как по фронту так и по уровню; во время обработки внешнего прерывания МК не реагирует на другие запросы внешнего прерывания, вызванные изменением другого сигнала управления, а т.к. изменение уровня другого сигнала управления может произойти только после того, как МК изменит в результате обработки прерывания один из выходных сигналов RS-232, а это изменение должно быть в конце подпрограммы обработки прерывания, то длительность сигнала IRQ должна быть более продолжительная по времени выполнения команды RTI, т.е. более 21 машинного цикла или 10,5мкс, с двойным запасом получим 30мкс. Перейдем к рассмотрению входных ПУ. Как известно, уровни сигналов RS-232 составляют: «0» от –15В до –5В, При подаче на вход ПУ напряжения более +5В диод VD1 откроется и через него и резистор R1 потечет ток, такой чтобы на выходе ПУ в результате падения на резисторе R1 напряжение составляло +5В+UVD . Где UVD – падение напряжения на диоде VD1, которое зависит от тока через него протекающего Аналогично ПУ работает при напряжении на входе меньше 0В ( ток течет через диод VD2). Диоды VD1, VD2 являются встроенными защитными диодами ИС КР1554. Резисторы R1…R5 необходимы для того, чтобы при отсутствии входных сигналов RS-232 входы ИС DD1.1 не оказались не подключенными, что не допустимо для КМОП ИС. Выходные ПУ построены на ОУ DA1.1, DA1.2, DA2.1 включены по схеме компаратора с напряжением сравнения, формируемом на резистивных делителях Адресные входы ОЗУ DD10 подключены к шине адреса А7…А0 (порт А МК), входы/выходы данных DD10 подключены к шине данных D7…D0 (порт С). Всегда, кроме времени обращения МК к ОЗУ, сигналы RD/WR, подключенный к соответствующему входу DD10 (линия РВ2) и RAM, подключенный к входам Циклы обращения к ОЗУ представлены на рисунке 3. Цифроаналоговый преобразователь (ЦАП). Блок ЦАП состоит непосредственно из самой ИС ЦАП DD12 с выходным ОУ Необходимо отметить, что т.к. на два младших разряда ЦАП всегда подан низкий уровень, то на выходе ЦАП максимальное напряжение не будет достигать опорного напряжения. Запись цифрового кода во внутренний регистр DD12 происходит следующим образом: МК выставляет на шину данных D7…D0 (PC7…PC0) младший байт кода, затем выставляются два старших разряда кода на D9, D8 (PB7, PB6) и одновременно сигнал D/A (PB3) переводится в высокий уровень, на выходе ЦАП появляется аналоговый сигнал соответствующий цифровому коду, чтобы «защелкнуть» код во входном регистре DD12 необходимо перевести сигнал D/A в низкий уровень, не изменяя сигналы на D8, D9. Следует заметить, что во время обращения к ЦАП до «защелкивания» данных необходимо запрещать внешние прерывания, т.к. для регистра выходов Выходные дискретные сигналы записываются в регистры DD13, DD14 следующим образом: МК выставляет необходимые данные на линии D7…D0 (порт С), а затем на линии D8, D9 (PB6, PB7) и одновременно уровень логического «0» на линию OUT Выходы регистров DD13, DD14 являются выходными дискретными сигналами Микросхемы для бытовой радиоаппаратуры. Справочник. Новаченко И.В. и др. –
Номер входного канала в двоичном виде минус 1 Бит управ- ления пе- рвым вы -ходным ка -налом Бит управ- ления вто- рым вы -ходным ка -налом Рисунок 1. Структура слова управления коммутацией АК. Рисунок 2. Преобразователь уровня входных сигналов.
R1 VD1 VD2 Рисунок 3. Циклы обращения к ОЗУ. а) Чтение. б) Запись. |
|
Смотреть онлайн бесплатно
Онлайн видео бесплатно