Реферати

Реферат: Курсова по мікропроцесорах

Аналіз кредитоспроможності позичальника ТОВ "ЕТАЛОН". Оцінка фінансових результатів ТОВ "Еталон", двухфакторная модель прогнозування банкрутства: характеристика підприємства, його структура, предмет діяльності, основні задачі. Аналіз бухгалтерського балансу і грошових потоків прямим і непрямим методом.

Часовий^-просторово-часовий комутатор 7x7. Розробка функціональної схеми. Призначення основних елементів комутатора і принцип їхньої роботи. Послідовно-рівнобіжний і паралельно-послідовний перетворювачі, стробирующие регістри і дешифратор. Мовне й адресне запам'ятовуючі пристрої.

Особливості Mac os. Історія появи комп'ютерів macintosh і їхнє застосування. Особливості апаратного забезпечення комп'ютерів macintosh. Особливості програмного забезпечення комп'ютерів macintosh.

Загальні зведення про монголів. Монгольські племена в 12 в. Перші упоминалия про монголів.

Політичний менеджмент і політична реклама. Поняття "політичний менеджмент" і "політичний PR", теоретичні методи, що описують політичний менеджмент. Типології політичної реклами, політична реклама в СМИ, створення інформаційного приводу і види політичного консультування.

Міністерство вищого і професійного освіти РФ

Іжевський Державний Технічний Університет

Пріборостроїтельний факультет

Курсовий проект

По дисципліні: техніка микропроцессорних систем.

Тема: пристрій управління на базі одне-кристальної микроЕВМ МС68Н705С8.

Виконав студент-заочник: Дударев А. Ю.

Викладач: Марков М. М.

ИЖЕВСК 2001

Зміст.

1. Технічне завдання.

2. Аналіз технічного завдання.

3. Обгрунтування вибору елементів бази.

4. Опис електричної принципової схеми і її роботи.

5. Література.

1. Технічне завдання.

Розробити пристрій управління на базі однокристальной микроЕВМ МС68Н705С8, вмісні наступні елементи:

1. Комутатор аналогових сигналів з напруженням від - 5 до + 5 вольт.

Входи х виходи

16х2

2. Оперативний запам'ятовуючий пристрій (ОЗУ).

Об'єм ОЗУ в байтах

256

3. Постійний запам'ятовуючий пристрій (РПЗУ).

Об'єм РПЗУ в байтах

-

4. Аналогово-цифровий перетворювач.

Розрядність АЦП

-

5. Цифрово-аналоговий перетворювач.

Розрядність ЦАП

10

6. Вхідні дискретні сигнали.

Кількість входів

-

Наявність переривань

-

Вхідні рівні

-

7. Вихідні дискретні сигнали.

Кількість виходів

10

Вихідні рівні

ТТЛ

8. Інтерфейс обміну.

Тип інтерфейса

RS-232 9 висновків

2. Аналіз технічного завдання.

У ОЕВМ МС68НС705С8 (далі МК) є три порти загального призначення (по 8 ліній введення-висновку) і один спеціалізований порт (7 ліній). Очевидно, що для безпосередньої взаємодії з всіма пристроями, вхідними до складу пристрою управління (далі контроллера), що розробляється, цієї кількості ліній недостатньо, т. е. по одних і тих же лініях введення-висновку МК повинен взаємодіяти з декількома пристроями.

Виходячи з вище викладеного, на портах МК необхідно організувати три шини: даних, адреси і управління, а до складу зовнішніх пристроїв повинні входити регістри, в які по шині даних за допомогою сигналів шини управління будуть записуватися необхідні дані.

Розглянемо особливості побудови кожної із зовнішніх пристроїв.

Комутатор аналогових сигналів повинен перебувати безпосередньо з самого аналогового комутатора і регістра, в якому буде записуватися слово управління комутацією. Для вибору одного з 16-ти входів потрібно 4 розряди керуючого слова, для вибору одного з двох виходів необхідний один розряд, доцільно так само виділити один розряд для відключення обох виходів. Таким чином, слово управління аналоговим комутатором містить 6 розрядів. Для запису даних в регістр управління потрібно один сигнал управління.

Т. до. ємність ОЗУ невелика (256 байт) доцільно застосувати статичну ОЗУ, щоб виключить схему управління динамічним ОЗУ. Схема ОЗУ повинна передбачати відключення від шини даних, т. до. до неї підключені і інші пристрої. Сигнали взаємодії з ОЗУ складаються з 8-мі адресних розрядів, 8-мі розрядів даних і двох сигналів управління- сигналу читання/запису даних і сигналу відключення виведення.

Блок цифрово-аналогового перетворювача містить безпосередньо сам ЦАП зі схемою формування опорного напруження і регістра зберігання цифрового коду. Для управління ЦАП потрібно 10 розрядів коду і один розряд сигналу запису коду в регістр зберігання.

Схема видачі дискретних сигналів повинна складатися з регістра вихідних сигналів і схеми перетворення до рівнів ТТЛ, якщо остання зажадається, в залежності від вживаного регістра. Для видачі дискретних сигналів потрібно 10 розрядів самих сигналів і одного сигналу управління регістром.

Для організації послідовного інтерфейса RS-232 доцільно використати вбудований в МК послідовний інтерфейс зв'язку, використовуючи його лінії RDI, TDO як сигнали RxD, TxD відповідно інтерфейса RS-232. 4 Що Залишилися вхідних сигналу інтерфейса RS-232 можна подавати на лінії порту D МК, а для двох вихідних сигналів управління інтерфейсом RS-232 потрібно використати регістр зберігання, записуючи в нього сигнали з шини даних. Для перетворення один в одну рівнів стандартних сигналів інтерфейса RS-232 (низький рівень -15...- 5В, високий +5...+15У) і КМОП 5В необхідне застосування схем узгодження.

Для виключення постійного опиту вхідних сигналів управління інтерфейса RS-232 доцільно організувати переривання роботи МК по зміні цих сигналів.

Таким чином, шина адреси повинна бути 8-мі розрядної (ОЗУ), шина даних 10-ти розрядної (ЦАП, вихідні дискретні сигнали), шина управління 6-ти розрядною (1 розряд - аналоговий комутатор, 2 - ОЗУ, 1 - ЦАП, 1 - дискретний вихідний сигнал, 1 - RS-232).

Отже, можна перейти до вибору елементної бази і складання принципової електричної схеми.

3. Обгрунтування вибору елементної бази.

Т. до. МК реалізований по КМОП - технології і використовує напруження живлення 5В, то доцільно і інші мікросхеми вибрати КМОП типу з напруженням живлення 5В, для виключення схем узгодження рівнів і зменшення енергоспоживання.

Найбільш прийнятними по швидкодії і навантажувальній здатності є КМОП мікросхеми серії КР1554, тому виберемо все неспеціалізовані ИС з цієї серії. Як регістр зберігання виберемо ИС КР1554ИР23 - 8-мі розрядний регістр зберігання з синхронізацією по позитивному фронту тактового сигналу. Як регістр зберігання двох і менше за розряди доцільно застосувати ИС КР1554ТМ2 - два D - тригера з синхронізацією по позитивному фронту тактового сигналу. Мікросхеми комбінаційного типу також використовуємо серії КР1554.

Для коммутирования вхідних аналогових сигналів використовуємо ИС КР590КН1 - аналоговий комутатор 8х1 з вбудованим дешифратором комутації і входом дозволу комутації. Для коммутирования вихідних аналогових сигналів застосуємо ИС КР590КН5 - чотири керованих аналогових ключа. Обидві мікросхеми дозволяють коммутировать сигнали напруженням -5...+5 і керуються рівнями КМОП 5В, чим і зумовлений наш вибір.

Виходячи з аналізу, ТЗ в якості ОЗУ доцільніше вибрати статичну ОЗУ з відключенням виведення, також бажано, що б ИС ОЗУ мала об'єднані входи/виходи даних, кількість входів була б рівна 8-мі (щоб використати один корпус), ємність не менше за 256 байт і вхідні/вихідні сигнали з рівнем КМОП 5В. Цим вимогам відповідає ИС К537РУ9А - статичне ОЗУ з побудовою 2Кх8.

У якості ЦАП доцільно застосувати ИС ЦАП з вбудованим регістром зберігання вхідного ряду, а т. до. вимог до швидкодії не пред'явлено, застосуємо ИС КР572ПА2А - 12-ти розрядний ЦАП з вхідними регістрами зберігання.

Для формування вихідного сигналу ЦАП, а також для схеми формування вихідних рівнів інтерфейса RS-232, потрібно швидкодіючі ОУ, такі як КР574УД2А - два ОУ з швидкістю наростання вихідного сигналу 50В/мкс.

Очевидно, контроллер входить до складу більш складного пристрою, т. е. плата контроллера подстиковивается до плати з'єднань, таким чином, доцільно застосувати одну розетку для друкарського монтажу, таку як трьох- рядная 72-х контактна РПМ7-72Г -П-В.

4. Опис схеми принципової електричної і роботи схеми.

Центральним пристроєм схеми контроллера є МК DD9. На портах загального призначення DD9 організовані: шина адреси А7.. А0 (лінії РА7.. РА0), шина управління зовнішніми пристроями (РВ5.. РВ0) і шина даних D9..D0 (лінії РВ7, РВ6, РС7.. РС0).

Зовнішній сигнал початкової установки (RESET) DD9 не передбачений, т. до. в ньому немає необхідності; при подачі напруження живлення відбувається RESET по включенню, а при збоях програми можна передбачити по сигналу СМІТТЯ - таймера.

Розглянемо побудову і роботу кожного із зовнішніх пристроїв.

1) Комутатор аналогових сигналів (АК).

АК вхідних сигналів побудований на двох восьмиканальних комутаторах DD6, DD7, виходах яких обьединени і подаються на входи двох ключів DD8, виходи яких і є виходами АК.

Режим комутації визначається керуючим словом, записаним в регістр DD5, структура слова управління представлена на мал. 1.

Слово управління АК записується в регістр DD5 таким чином:

на лінії D5..D0 (РС5.. РС0) МК виставляє логічний "0", і останній сигнал АС переводиться у високий рівень, таким чином дані з ліній D5...D0 по позитивному фронту сигналу АС записуються в регістр DD5.

2) Інтерфейс RS-232.

Для організації інтерфейса RS-232 використаний вбудований в МК послідовний інтерфейс зв'язку. Вхід приймача RS-232 (RxD) через перетворювач рівнів (роботу якого розглянемо нижче) підключений до відповідного входу МК RDI, а вихід передавача МК TDO через перетворювач рівнів (ПУ) підключений до входів порту D MK (PD2...PD5 відповідно), а вихідні сигнали RS-232 записуються МК в регістр зберігання DD11, з виходу якого через ПУ подаються на відповідні входи RS-232.

Запис вихідних сигналів управління RS-232 (DTR, RTS) в регістр DD11 відбувається таким чином:

МК виставляє на лінії D8, D9 необхідні рівні сигналів DTR, RTS, а на лінії INT (PB5) низький рівень, потім сигнал INT переводиться в «1», по позитивному фронту сигналу INT дані D8, D9 записуються в регістр DD11 і видаються на його виходах і відповідно на виходах RS-232.

Як випливає з аналізу ТЗ в схемі організоване переривання по зміні вхідних сигналів управління RS-232. Розглянемо формування сигналу переривання IRQ на прикладі сигналу DCD:

Сигнал DCD після ПУ подається на вхід елемента «що виключає або» DD3.1, на інший вхід DD3.1 подається цей сигнал через диффиринцирующую ланцюг R11C1, т. е. при зміні сигналу DCD на другому вході сигнал зміниться тільки через час t = 0,7R11C1, таким чином на цей час на виході DD3.1 буде сигнал високого рівня, який через елементи АБО DD4.1, DD4.3 і проинвертировавшись на DD2.2 подається на вхід IRQ МК, тим самим викликавши переривання виконання основної програми і перехід до підпрограми обробки переривання. Аналогічно формується сигнал переривання від інших входів RS-232, RI, DSR, CTS.

Вибір часу t = 0,7 · 100кОм · 470пФ = 33мкс зроблений з наступних міркувань:

МК повинен приймати сигнал переривання як по фронту так і по рівню; під час обробки зовнішнього переривання МК не реагує на інші запити зовнішнього переривання, викликані зміною іншого сигналу управління, а т. до. зміна рівня іншого сигналу управління може статися тільки після того, як МК змінить внаслідок обробки переривання один з вихідних сигналів RS-232, а ця зміна повинна бути в кінці підпрограми обробки переривання, то тривалість сигналу IRQ повинна бути більш тривала за часом виконання команди RTI, т. е. більше за 21 машинних цикли або 10,5 мкс, з двійчастим запасом отримаємо 30мкс.

Перейдемо до розгляду вхідних ПУ.

Як відомо, рівні сигналів RS-232 складають: «0» від до, «1» від +5В до+15В, а рівні КМОП 5В: «0» від -0,4 В до +0,8 В, «1» від +3,5 В до +5,4 В. схема вхідного ПУ представлена на малюнку 2.

При подачі на вхід ПУ напруження більше +за 5В діод VD1 відкриється і через нього і резистор R1 потече струм, такий щоб на виході ПУ внаслідок падіння на резисторі R1 напруження становило +5В+UVD. Де UVD- падіння напруження на діоді VD1, яке залежить від струму через нього що протікає (чим менше струм, тим менше UVD, для малих струмів на нижній частині ВАХ діода), але UVDне може перевищувати 0,4 В для відносно великих струмів. Т. до. вихідний струм ИС КР1554 складає частки мкА, щоб зменшити UVDрезистор R1 вибраний відносно великим 1 МОм.

Аналогічно ПУ працює при напруженні на вході менше 0В (струм тече через діод VD2).

Діоди VD1, VD2 є вбудованими захисними діодами ИС КР1554.

Резистори R1...R5 необхідні для того, щоб при відсутності вхідних сигналів RS-232 входи ИС DD1.1 не виявилися не підключеними, що не допустимо для КМОП ИС.

Вихідні ПУ побудовані на ОУ DA1.1, DA1.2, DA2.1 включені по схемі компаратора з напруженням порівняння, що формується на резистивних дільниках R15R16, R18R19, R21R22, рівному приблизно 2,5 В. резистори R17, R20, R23 застосовані для захисту виходів ОУ від КЗ.

3) Оперативний запам'ятовуючий пристрій.

Адресні входи ОЗУ DD10 підключені до шини адреси А7... А0 (порт А МК), входи/вихід даних DD10 підключені до шини даних D7...D0 (порт З). Завжди, крім часу звернення МК до ОЗУ, сигнали RD/WR, підключений до відповідного входу DD10 (лінія РВ2) і RAM, підключеного до входів «вибору ИС» (ЦЕ) і «дозволу виходів» (ОЕ) (лінія РВ1) повинні знаходитися в стані логічної «1», т. е. виходи DD10 відключені від шини даних.

Цикли звернення до ОЗУ представлені на малюнку 3.

4) Цифроаналоговий перетворювач (ЦАП).

Блок ЦАП складається безпосередньо з самої ИС ЦАП DD12 з вихідним ОУ DA3.2 і схеми формування опорного напруження. Схема формування опорного напруження складається з параметричного стабілізатора R3VD1 з напруженням стабілізації 10В і масштабуючого підсилювача на ОУ DA3.1 і R31...R33, за допомогою подстроечного резистора R32 опорне напруження повинно регулюватися в межах від до мінімального вихідного напруження ОУ. Резистор R34 призначений для захисту ОУ DA3.2 від КЗ.

Необхідно відмітити, що т. до. на два молодших розряди ЦАП завжди поданий низький рівень, то на виході ЦАП максимальне напруження не буде досягати опорного напруження.

Запис цифрового коду у внутрішній регістр DD12 відбувається таким чином:

МК виставляє на шину даних D7...D0 (PC7...PC0) молодший байт коду, потім виставляються два старших розряди коду на D9, D8 (PB7, PB6) і одночасно сигнал D/А (PB3) переводиться у високий рівень, на виході ЦАП з'являється аналоговий сигнал відповідний цифровому коду, щоб «защепнути» код у вхідному регістрі DD12 необхідно перевести сигнал D/А в низький рівень, не змінюючи сигнали на D8, D9.

Потрібно помітити, що під час звертання до ЦАП до «защеплювання» даних необхідно забороняти зовнішні переривання, т. до. для регістра виходів RS-232 також використовуються лінії D8, D9.

5) Вихідні дискретні сигнали.

Вихідні дискретні сигнали записуються в регістри DD13, DD14 таким чином:

МК виставляє необхідні дані на лінії D7...D0 (порт З), а потім на лінії D8, D9 (PB6, PB7) і одночасно рівень логічного «0» на лінію OUT (PB4), після цього не змінюючи даних, сигнал OUT переводиться в логічну «1». Також як у випадку з ЦАП необхідно забороняти зовнішні переривання до переходу OUT у високий рівень.

Виходи регістрів DD13, DD14 є вихідними дискретними сигналами ТТЛ, т. до. вихідні рівні КМОП 5В узгодяться з вхідними рівнями ТТЛ, а вихідний струм ИС серії КР1554 досить великий (до 20мА).

5. Література.

1. Мікросхеми для побутової радіоапаратури. Довідник. Новаченко И. В. і інш. - М.: Радіо і зв'язок, 1989 р.

2. Інтегральні мікросхеми: Мікросхеми для аналогово-цифрового перетворення і коштів мультимедіа. Випуск 1. - М.: ДОДЕКА, 1996 р.

3. Проектування імпульсних і цифрових пристроїв радиотехнических систем. Під ред. Казаринова Ю. М. - М.: Вища школа, 1985 р.

4. Потемкин И. С. функціональні вузли цифрової автоматики. - М.: Енергоатомиздат, 1988 р.

5. Зельдин Е. А. цифрові інтегральні мікросхеми в інформаційно-вимірювальній апаратурі. - Л.: Енергоатомиздат, 1986 р.

6. Пухальский Г. И., Новосельцева Т. Я. Проєктірованіє дискретних пристроїв на інтегральних мікросхемах. Довідник. - М.: Радіо і зв'язок, 1990 р.

7. Уильямс Г. Б. Отладка микропроцессорних систем. - М.: Енергоатомиздат, 1988 р.

8. Шило В. Л. Популярние цифрові мікросхеми. Довідник. - М.: Радіо і зв'язок, 1988 р.

9. Цифрові інтегральні мікросхеми. Довідник. Мальцев П. П. і інш. - М.: Радіо і зв'язок, 1994 р.

10. Логічні інтегральні схеми КР1553, КР1554. Довідник. - ТОО «БІНОМ», 1993 р.

11. Аванесян Г. Р., Левшин В. П. Інтегральние мікросхеми ТТЛ, ТТЛШ. Довідник. - М.: Машинобудування, 1993 р.

12. Розробка і оформлення конструкторської документації радіоелектронної апаратури. Довідник. Під ред. Романичевой Е. Т. - М.: Радіо і зв'язок, 1989 р.