трусики женские украина

На головну

 Курсова по мікропроцесорах - Цифрові пристрої

Міністерство вищої та професійної освіти РФ

Іжевський Державний Технічний Університет

Приладобудівний факультет

Курсовий проект

З дисципліни: техніка мікропроцесорних систем.

Тема: пристрій управління на базі одно-кристальної мікроЕОМ МС68Н705С8.

Виконав студент-заочник: Дударєв А.Ю.

Викладач: Марков М.М.ІЖЕВСК 2001

Зміст.

1. Технічне завдання.

2. Аналіз технічного завдання.

3. Обгрунтування вибору елементів бази.

4. Опис електричної принципової схеми та її роботи.

5. Література.

1. Технічне завдання.

Розробити пристрій управління на базі однокристальної мікроЕОМ МС68Н705С8, що містять такі елементи:

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

 Входи х виходи 16х2

2. оперативної пам'яті (ОЗУ).

 Обсяг ОЗУ в байтах 256

3. Постійне запам'ятовуючий пристрій (РПЗУ).

 Обсяг РПЗУ в байтах -

4. Аналого-цифровий перетворювач.

 Розрядність АЦП -

5. Цифро-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 інтерфейсу RS-232 9 висновків

2. Аналіз технічного завдання.

У ОЕВМ МС68НС705С8 (далі МК) є три порти загального призначення (по 8 ліній введення-виведення) і один спеціалізований порт (7 ліній). Очевидно, що для безпосередньої взаємодії з усіма пристроями, що входять до складу розроблюваного устрою управління (далі контролера), цієї кількості ліній недостатньо, тобто по одним і тим же лініях введення-виведення МК повинен взаємодіяти з кількома пристроями.

Виходячи з вище викладеного, на портах МК необхідно організувати три шини: даних, адреси та 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 кожного з зовнішніх пристроїв.

Комутатор аналогових сигналів повинен складатися безпосередньо з самого аналогового комутатора і регістра, в якому буде записуватися слово управління комутацією. Для вибору одного з 16-ти входів потрібно 4 розряду управляючого 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 у регістр управління потрібний один сигнал управління.

Тому ємність ОЗУ невелика (256 байт) доцільно застосувати статична ОЗУ, щоб виключить схему управління динамічним ОЗУ. Схема ОЗУ має передбачати відключення від шини даних, т.к. до неї підключені і інші пристрої. Сигнали взаємодії з ОЗУ складаються з 8-ми адресних розрядів, 8-ми розрядів даних і двох сигналів управління- сигналу читання / запису даних і сигналу відключення висновків даних.

Блок цифро-аналогового перетворювача містить безпосередньо сам ЦАП зі схемою формування опорного напруги 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 регістру вихідних сигналів і схеми перетворення до рівнів ТТЛ, якщо остання буде потрібно, залежно від застосовуваного регістру. Для видачі дискретних сигналів потрібно 10 розрядів самих сигналів і одного сигналу управління регістром.

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

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

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

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

3. Обгрунтування вибору елементної бази.

Тому МК реалізований по КМОП - технології і використовує напруга живлення 5В, то доцільно та інші мікросхеми вибрати КМОП типу з напругою живлення 5В, для виключення схем узгодження рівнів і зменшення енергоспоживання.

Найбільш прийнятними по швидкодії і здатності навантаження є КМОП мікросхеми серії КР1554, тому виберемо все неспеціалізовані ІВ з цієї серії. Як регістру зберігання виберемо ІВ КР1554ІР23 - 8-ми розрядний регістр зберігання з синхронізацією по позитивному фронту тактового сигналу. Як регістру зберігання двох і менше розрядів доцільно застосувати ІВ КР1554ТМ2 - два D - тригера з синхронізацією по позитивному фронту тактового сигналу. Мікросхеми комбінаційного типу також використовуємо серії КР1554.

Для коммутирования вхідних аналогових сигналів використовуємо ІС КР590КН1 - аналоговий комутатор 8х1 з вбудованим дешифратором комутації і входом дозволу комутації. Для коммутирования вихідних аналогових сигналів застосуємо ІВ КР590КН5 - чотири керованих аналогових ключа. Обидві мікросхеми дозволяють комутувати сигнали напругою -5 ... + 5 й управляються рівнями КМОП 5В, чим і обумовлений наш вибір.

Виходячи з аналізу, ТЗ як ОЗУ доцільніше вибрати статична ОЗУ з відключенням висновків даних, також бажано, що б ІС ОЗУ мала об'єднані входи / виходи даних, кількість входів було б одно 8-ми (щоб використовувати один корпус), ємність не менше 256 байт і вхідні / вихідні сигнали з рівнем КМОП 5В. Цим вимогам відповідає ІС К537РУ9А - статичне ОЗУ з побудовою 2Кх8.

Як ЦАП доцільно застосувати ІС ЦАП з вбудованим регістром зберігання вхідного ряду, а тому вимог до швидкодії не пред'явлено, застосуємо ІС КР572ПА2А - 12-ти розрядний ЦАП із вхідними регістрами зберігання.

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

Очевидно, контролер входить до складу більш складного пристрою, тобто плата контролера подстиковивается до плати сполук, таким чином, доцільно застосувати одну розетку для друкованого монтажу, таку як трьох- рядна 72-х контактна РПМ7-72Г-П-В.

4. Опис схеми принципової електричної та роботи схеми.

Центральним пристроєм схеми контролера 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, тому в ньому немає необхідності; при подачі напруги харчування відбувається RESET по включенню, а при збоях програми можна передбачити за сигналом СМІТТЯ - таймера.

Розглянемо побудову і роботу кожного з зовнішніх пристроїв.

1) Комутатор аналогових сигналів (АК).

АК вхідних сигналів побудований на двох восьмиканальних комутаторах DD6, DD7, виходи яких об'єднали 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 рис.1.

Слово управління АК записується в регістр DD5 наступним чином:

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

2) Інтерфейс RS-232.

Для організації інтерфейсу RS-232 використаний вмонтований в МК послідовний інтерфейс зв'язку. Вхід приймача RS-232 (RxD) через перетворювач рівнів (роботу якого розглянемо нижче) підключено 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 наступним 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 у схемі організовано 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 «виключає або» DD3.1, на інший вхід DD3.1 подається цей сигнал через діффірінцірующую ланцюг R11C1, тобто при зміні сигналу DCD на другому вході сигнал зміниться лише 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 проінвертіровать 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 проведений з таких міркувань:

МК повинен приймати сигнал переривання як по фронту так і за рівнем; під час обробки зовнішнього переривання МК не реагує на інші запити зовнішнього переривання, викликані зміною іншого сигналу управління, а т.к. зміна рівня іншого сигналу управління може відбутися тільки після того, як МК змінить внаслідок обробки переривання один з вихідних сигналів RS-232, а це зміна має бути в кінці підпрограми обробки переривання, то тривалість сигналу IRQ повинна бути більш тривала за часом виконання команди RTI , тобто більше 21 машинного циклу або 10,5мкс, з подвійним запасом одержимо 30мкс.

Перейдемо до розгляду вхідних ПУ.

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

При подачі на вхід ПУ напруги більш + 5В діод VD1 відкриється і через нього і резистор R1 потече струм, такий щоб на виході ПУ внаслідок падіння на резистори R1 напруга становила + 5В + UVD. Де UVD- падіння напруги на діод VD1, яке залежить від струму через нього протікає (чим менше струм, тим менше UVD, для малих струмів на нижній частині ВАХ діода), але UVDне може перевищувати 0,4В для відносно великих струмів. Тому вихідний струм ІС КР1554 становить частки мкА, щоб зменшити UVDрезістор R1 обраний відносно великим 1 МОм.

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

Діоди VD1, VD2 є вбудованими захисними діодами ІС КР1554.

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

Вихідні ПУ побудовані на ОУ DA1.1, DA1.2, DA2.1 включені за схемою компаратора з напругою порівняння, формованому на резистивних делителях R15R16, R18R19, R21R22, рівним приблизно 2,5В. резистори R17, R20, R23 застосовані для захисту виходів ОУ від КЗ.

3) Оперативне запам'ятовуючий пристрій.

Адресні входи ОЗУ DD10 під'єднані до шині адреси А7 ... А0 (порт А МК), входи / виходи даних DD10 під'єднані до шині даних D7 ... D0 (порт С). Завжди, крім часу звернення МК до ОЗУ, сигнали RD / WR, підключений до відповідного входу DD10 (лінія РВ2) і RAM, підключений до входів «вибору ІС» (РЄ) і «дозволу виходів» (ОО) (лінія РВ1) повинні знаходитися в стані логічної «1», тобто виходи DD10 відключено від шини даних.

Цикли звернення до ОЗУ представлені малюнку 3.

4) Цифроаналоговий перетворювач (ЦАП).

Блок ЦАП складається безпосередньо з самої ІС ЦАП DD12 з вихідним ОУ DA3.2 і схеми формування опорного напруги. Схема формування опорного напруги складається з параметричного стабілізатора R3VD1 з напругою стабілізації 10В і масштабирующего підсилювача на ОП DA3.1 і R31 ... R33, за допомогою підлаштування резистора R32 опорне напруга має регулюватися в межах від 5В до мінімального вихідної напруги ОП -13В. Резистор R34 призначений для захисту ОУ DA3.2 від КЗ.

Необхідно відзначити, що т.к. на два молодших розряду ЦАП завжди подано низький рівень, то на виході ЦАП максимальне напруга не досягатиме опорного напруги.

Запис цифрового коду у внутрішній регістр DD12 відбувається наступним чином:

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

Слід зауважити, що під час звернення до ЦАП до «замикання» даних необхідно забороняти зовнішні переривання, тому для регістра виходів RS-232 також використовуються лінії D8, D9.

5) Вихідні дискретні сигнали.

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

МК виставляє необхідні дані на лінії D7 ... D0 (порт С), 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 в високий рівень.

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

5. Література.

1. Мікросхеми для побутової радіоапаратури. Довідник. Новаченко І.В. та ін. - М .: Радио и связь, 1989р.

2. Інтегральні мікросхеми: Мікросхеми для аналого-цифрового перетворення та засобів мультимедіа. Випуск 1. - М .: Додека, 1996р.

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

4. Потьомкін І.С. функціональні вузли цифровий автоматики. - М .: Вища школа, 1988р.

5. Зельдин Е.А. цифрові інтегральні мікросхеми в інформаційно-вимірювальної апаратури. - Л .: Вища школа, 1986р.

6. Пухальский Г.І., Новосельцева Т.Я. Проектування дискретних пристроїв на інтегральних мікросхемах. Довідник. - М .: Радио и связь, 1990 р.

7. Вільямс Г.Б. Налагодження мікропроцесорних систем. - М .: Вища школа, 1988р.

8. Шило В.Л. Популярні цифрові мікросхеми. Довідник. - М .: Радио и связь, 1988р.

9. Цифрові інтегральні мікросхеми. Довідник. Мальцев П.П. та ін. - М .: Радио и связь, 1994р.

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

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

12. Розробка та оформлення конструкторської документації радіоелектронної апаратури. Довідник. Під ред. Романичева Е.Т. - М .: Радио и связь, 1989р.

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка