2242
Микропроцессорные средства и системы автоматизации и управления
Курсовая
Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы
Целью курсовой работы по курсу Микропроцессорные средства и системы автоматизации и управления является закрепление знаний по основным разделам курса, приобретение навыков и развития способности студентов в разработки схем управления объектом на базе микропроцессоров.
Русский
2013-01-06
1.32 MB
74 чел.
Раздел 1.
I. Цель и задачи курсового проекта.
Целью курсовой работы по курсу «Микропроцессорные средства и системы автоматизации и управления» является закрепление знаний по основным разделам курса, приобретение навыков и развития способности студентов в разработки схем управления объектом на базе микропроцессоров.
II. Объем и содержание курсового проекта.
Курсовой проект состоит из трех частей:
Для разработки курсового проекта необходимо:
Микро-процессорное устройство
порт
порт
вывод
ввод
а.) блок микропроцессора (генератор тактовых импульсов, микропроцессор, буферы адреса и данных).
б.) блок ПЗУ (постоянное запоминающее устройство).
в.) блок ОЗУ (схема мультиплексора, оперативное запоминающее устройство, дешифраторы адреса и данных).
г.) таймер и/или программируемый контроллер прерываний.
д.) блок интерфейса (параллельный или последовательный интерфейс, схемы усиления).
е.) таблица разъемов.
Пояснительная записка к Курсовому проекту должна содержать следующие пункты:
Пояснительная записка выполняется на писчей бумаге формата А4. текст располагается на одной стороне листа. Все листы пояснительной записки должны быть пронумерованы. Кроме того к Пояснительной записке прилагаются эскиза разрабатываемого устройства по-блочно.
Графическая часть Курсового проекта содержит лист формата А1 с изображением всего микропроцессорного устройства, таблицы разъемов и объекта управления.
Раздел II.
Порядок выполнения курсового проекта.
Пример I. Разработка схемы управления объектом
на базе однокристального микропроцессора.
Задание на курсовой проект.
1. |
Тип микропроцессора |
- КР 1810 |
количество разрядов |
- 12-разрядный |
|
2. |
Тип ОЗУ |
- динамическая |
количество разрядов |
- 16-разрядная |
|
3. |
Тип ПЗУ |
- динамическая |
количество разрядов |
- 16-разрядная |
|
4. |
Интерфейс ввода/ввода: |
|
для сигналов с датчиков |
- параллельный |
|
для выдачи управляющих сигналов |
- параллельный |
|
5. |
Тип схемы усиления |
- транзисторная |
6. |
Специальная БИС |
- ПКП |
7. |
Дополнительной устройство |
Клавиатура |
В качестве объекта управления объекта управления можно выбрать любой технологический механизм, аппарат, машину применяемую на производстве. Для выбора объекта управления необходимо знать все выполняемые им функции и технологические операции, а также места где необходимо осуществление автоматического управления и контроля за изменяющимися параметрами.
Необходимо так же выяснить характер входных сигналов, являются ли они непрерывными или дискретными.
Выберем в качестве объекта управления робот-манипулятор.
Функции данного робота-манипулятора заключаются в захвате какого-либо объекта и перемещения его в горизонтальной плоскости (рис. 1).
M1
M1
M2
M4
M3
M4
M3
M5
M6
M5
M6
M2
Рис. 1
Крепление датчиков осуществляется на подвижных местах робота-манипулятора. Используются датчики стационарного положения и датчики конечных положений. Тип датчиков - цифровой.
Датчики стационарного положения действуют в момент, когда робот-манипулятор находится в неподвижном состоянии.
Составим таблицу датчиков неполного механизма (табл. 1).
Таблица сигналов датчика
Таблица 1.
№ |
Наименование |
Тип |
Условное обозначение |
Контакт |
1. |
Датчик неполного механизма М1 |
циф. |
DHM1 |
A1 |
2. |
Датчик неполного механизма М2 |
циф. |
DHM2 |
B1 |
3. |
Датчик неполного механизма М3 |
циф. |
DHM3 |
A2 |
4. |
Датчик неполного механизма М4 |
циф. |
DHM4 |
B2 |
5. |
Датчик неполного механизма М5 |
циф. |
DHM5 |
A3 |
6. |
Датчик неполного механизма М6 |
циф. |
DHM6 |
B3 |
Датчики конечных положений действуют в момент, когда робот-манипулятор совершает какое-либо движение и функционируют до тех пор пока движение робота-манипулятора не достигнет конечного положения.
Составим таблицу управляющих сигналов (табл. 2).
Таблица управляющих сигналов
Таблица 2.
№ |
Наименование управляющей системы |
Условное обозначение |
Контакт |
1. |
Управляющий механизм М1 |
М1 |
A1 |
2. |
Управляющий механизм М1 влево |
М1 |
B1 |
3. |
Управляющий механизм М1 вправо |
М1 |
A2 |
4. |
Управляющий механизм М2 |
М2 |
B2 |
5. |
Управляющий механизм вращения М2 |
М2 |
A3 |
6. |
Управляющий механизм вращения М2 |
М2 |
B3 |
7. |
Управляющий механизм М3 |
М3 |
A4 |
8. |
Управляющий механизм М3 влево |
М3 |
B4 |
9. |
Управляющий механизм М3 вправо |
М3 |
A5 |
10. |
Управляющий механизм М4 |
М4 |
B5 |
11. |
Управляющий механизм М4 влево |
М4 |
A6 |
12. |
Управляющий механизм М4 вправо |
М4 |
B6 |
13. |
Управляющий механизм М5 сжатия |
М5 |
A7 |
14. |
Управляющий механизм М5 разжатая |
М5 |
B7 |
15. |
Управляющий механизм М6 сжатия |
М6 |
A8 |
16. |
Управляющий механизм М6 разжатая |
М6 |
B8 |
Сигнал, поступающий с датчиков является входным сигналом. Так как датчики являются цифровыми то сигнал поступающий с них так же является цифровым.
Сигнал, вырабатываемый микропроцессорным устройством является выходным. Он поступает на двигатели, закрепленные на объекте, и сообщает им необходимое направление движения. Сигнал является аналоговым.
Составим обобщенную схему микропроцессорного устройства. (рис. 2).
В структуру МПСУ входят следующие основные блоки:
1. блок МП с буфером адреса и данных, дешифратор адреса и схемы обеспечения запуска, синхронизация и останова МП.
2. блок ЗУ. ОЗУ служит для хранения данных, промежуточных и окончательных результатов и программ в процессе отладки. ПЗУ хранит как системные программы, стандартные прикладные программы.
3. блок интерфейсов обеспечивает связь оператора с объектом управления.
4. последовательный интерфейс может включать в себя БИС для приема и выдачи аналоговых сигналов АЦП и ЦАП, так же может включать в себя ряд специальных БИС: Т, ПКП, КПДП.
ИСОУ
АЦП
ЦАП
Т
ПКП
КПДП
ВЗУ
Индикация
Клавиатура
ОЗУ
ПЗУ
ДША
БА
БД
МП
ГТИ
АД
У
ШД
ША
ШУ
Рис. 2 Обобщенная структура МПСУ.
ГТИ - |
Генератор тактовых импульсов. |
БЗУ - |
Блок внутренних ЗУ. |
ИСОУ - |
Интерфейс связи с ОУ. |
Т - |
Таймер. |
ПКП - |
Программируемый контроллер прерываний. |
КПДП - |
Котроллер прямого доступа к памяти. |
Для разработки данного курсового проекта предлагается использовать микропроцессорный комплект серии КР 1810. Данный микропроцессорный комплект не содержит полного комплекта микросхем, необходимых для разработки данного задания, поэтому будим использовать необходимые микросхемы других серий, совместимых с данной.
Рассмотрим все необходимые для выполнения данного курсового проекта микросхемы и выясним назначения ножек их функции и направление подключения.
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
39
AD0
AD1
AD2
AD3
AD4
AD5
AD6
AD7
AD8
AD9
AD10
AD11
AD12
AD13
AD14
AD15
A16/SA3
A17/SA4
A18/SA5
A19/SA6
BHE/SA7
RD
WR(LOK)
M/O(SA2)
DT/R(SA1)
DEN(SA0)
ALE(QS0)
INTA(QS1)
NMI CUP
INT
C
SR
RDY
TEST
MN/MX
HLD
HLDA
GND
GND
UCC
38
37
36
35
34
32
29
28
27
26
25
24
17
18
19
21
22
23
33
30
31
1
20
40
Микросхема КМ 1810 ВМ 86 представляет собой однокристальный высокопроизводительный 16-разрядный МП с фиксированной системой команд. Она предназначена для использования в качестве центрального процессорного устройства. (рис. 3)
Рис. 3
Вывод |
Обозначение |
Тип вывода |
Функциональное назначение выводов |
1, 20 |
GND |
|
Общий. |
2, 16-39 |
A/D0 - A/D15 |
Вход/ выход |
Канал адреса/данных |
17 |
NMI |
Вход |
Немаскируемый запрос прерывания |
18 |
INT |
Вход |
Маскируемый запрос прерывания |
19 |
C |
Вход |
Тактовый сигнал |
21 |
SR |
Вход |
Сигнал «Установка» |
22 |
RDY |
Вход |
Сигнал «Готовность» |
23 |
TEST |
Вход |
Сигнал «Проверка» |
32 |
RD |
Вход |
Сигнал «Чтение » |
33 |
MN/MX |
Вход |
Режим минимального/максимального |
34 |
ВНЕ / SA7 |
Выход |
Разрешение передачи по старшей половине канала данных D15 - D8 / сигнал состояния |
35 38 |
A19/SA6 A18/SA5 A17/SA4 A16/SA3 |
Выходы |
Канал адреса / сигналы состояния |
40 |
Ucc |
|
Напряжение питания |
Режим минимального включения микросхемы |
|||
24 |
INTA |
Выход |
Подтверждение прерывания |
25 |
ALE |
Выход |
Стабилизирующий сигнал адреса |
26 |
DEN |
Выход |
Разрешение передачи данных |
27 |
DT/R |
Выход |
Выдача / прием данных |
28 |
M/IO |
Выход |
Память / внешнее устройство |
29 |
WR |
Выход |
Запись |
30 |
HLDA |
Вход |
Подтверждение захвата |
31 |
HLD |
Вход |
Захват |
Режим максимального включения микросхемы |
|||
24, 25 |
QS1, QS0 |
Выходы |
Сигнал состояния очереди команд |
26 28 |
SA0 SA2 |
Выходы |
Сигнал состояния цикла канала |
29 |
LOCK |
Вход |
Канал занят |
31 |
RQ / GT1 RQ / GT0 |
Вход / Выход |
Запрос / разрешение доступа к магистрали |
Так как данная микросхема является 16-разрядной, а по заданию нам необходимо только 12 разрядов, то мы будим использовать только ножки AD0 AD11. Данные ножки соединяем с шиной адреса (ША). Ножки А16/SA3 - А19/SA6 и ВНЕ/SA1 соединяем с шиной данных (ШД).Ножки WR, RW, M/IO шина управления (ШУ). Ножку INTA в последствии соединим с ПКП. Данные ножки являются ножками для передачи управляющих сигналов. Теперь рассмотрим ножки для входящих сигналов: INT - в последствии соединим с ПКП для принятия запроса ни прерывание, CLK и SR соединяются с CLK и RESET, генератора тактовых импульсов, соответственно.
SB1
С3
Z1
15 МГц
VD1
R2 100К
U0
R1 100к
C2
10МК
C1
0,1 МК
OSC 12
CLK 8
PCLK 2
RESET 10
READY 5
UCC 18
GND 9
17 X1
16 X2
15 TANK
13 F/C
14 EFI
1 CSYNC
11 RES
4 RDY1
3 AEN1
6 RDY2
7 AEN2
Рис. 4
Микросхема КР 1810 ГФ 84 (рис. 4) представляет собой тактовый генератор и задающее устройство для МП КМ 1810 ВМ 86. Ее назначение формирование тактовых сигналов для МП и периферийных устройств, а так же сигналов «Установка» и «Готовность». Данная схема предназначена для работы со схемой обеспечения запуска.
Вывод |
Обозначение |
Тип вывода |
Функциональное назначение выводов |
1 |
CSYNC |
Вход |
Синхронизация |
2 |
PCLK |
Выход |
Периферийный тактовый сигнал ТТЛ |
3 |
AEN1 |
Вход |
Адрес готовности шины 1 |
4 |
RDY1 |
Вход |
Сигнал готовности шины 1 |
5 |
READY |
Выход |
Готовность |
6 |
RDY2 |
Вход |
Сигнал готовности шины 2 |
7 |
AEN2 |
Вход |
Адрес готовности шины 2 |
8 |
CLK |
Выход |
Тактовый сигнал МОП |
9 |
GND |
|
Общий |
10 |
RESET |
Выход |
Установка |
11 |
RES |
Вход |
Сигнал установки |
12 |
OCS |
Выход |
Мультивибратор |
13 |
F / C |
Вход |
Выбор источника частоты |
14 |
EFI |
Вход |
Внешняя чистота |
15 |
TANK |
|
Внешнее подключение LC - контура |
16, 17 |
X1, X2 |
|
Выводы подключения резонатора |
18 |
UCC |
|
Напряжение питания |
Запуск осуществляется с нажатия кнопки SB1.
Схема соединения ножек блока приведена на рис. 5.
Рис. 5.
3. Микросхема КР 580 ИР 83 (рис. 6) 8-разрядный адресный регистр, предназначенный для связи микропроцессора с системной шиной.
Q
0
1
2
3
4
5
6
7
UCC
GND
D
0
1
2
3
4
5
6
7
OE
STB
19
18
17
16
15
14
13
12
20
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
11
Рис. 6
Вывод |
Обозначение |
Тип вывода |
Функциональное обозначение выводов |
1- 8 |
D0 D7 |
Выход / вход |
Информационная шина |
9 |
ОЕ |
Вход |
Разрешение передачи (управление 3-м состоянием) |
10 |
GND |
|
Общий |
11 |
STB |
Вход |
Выбор направления передачи |
12 19 |
Q7 Q0 |
Вход / выход |
Информационная шина |
20 |
Ucc |
|
Напряжение питания 5В ± 5% |
Для подключения используем только 6 ножек Q7 Q0 и 6 ножек D0 D7 , подключаемые к шине адреса (ША).
Так как данная микросхема является 8-разрядной, а по заданию нам дан 12-разрядный МП то необходимо 2 схемы. Поэтому используем так же микросхему КР 580 ВА 87. Она является совместимой с микросхемой КР 580 ВА 83, так как принадлежит той же серии.
4. Микросхема КР 580 ВА 87 (рис. 7) - двунаправленный 8-разрядный формирователь, предназначенный для обмена данными между микропроцессором и системной шиной: обладает повышенной нагрузочной способностью. Микросхема КР 580 ВА 87- формирователь с инверсией и тремя состояниями на входе.
B
0
1
2
3
4
5
6
7
UCC
GND
A
0
1
2
3
4
5
6
7
OE
T
19
18
17
16
15
14
13
12
20
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
11
BD
Рис. 7
Вывод |
Обозначение |
Тип вывода |
Функциональное обозначение выводов |
1- 8 |
А0 А7 |
Выход / вход |
Информационная шина |
9 |
ОЕ |
Вход |
Разрешение передачи (управление 3-м состоянием) |
10 |
GND |
|
Общий |
11 |
T |
Вход |
Выбор направления передачи |
12 19 |
B7 B0 |
Вход / выход |
Информационная шина |
20 |
Ucc |
|
Напряжение питания 5В ± 5% |
4. Микросхема К 155 ИА 7 (рис.8) является дешифратором. Дешифратор операционный узел ЭВМ, выполняющий микрооперацию преобразования позиционного двоичного кода в унитарный цифровой код. На каждой выходной шине дешифратора вырабатывается информационный сигнал только при определенной комбинации входных сигналов.
Y0
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
Y8
Y9
Y10
Y11
Y12
Y13
Y14
Y15
1
2
4
8
V1
V2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
13
14
15
16
17
23
22
21
20
19
18
Рис . 8.
Схема соединения ножек блока микропроцессора приведена на рис. 9.
Рис.9.
Далее приступаем к разработки блока ЗУ, состоящего из следующих микросхем.
1.Мультиплексор это операционный узел ЭВМ, осуществляющий микрооперацию передачи сигнала с одного из своих входов на один выход.
Так как по заданию нами используется 16-разрядное ОЗУ необходимо разработать мультиплексор, способный передавать необходимое количество сигналов на ОЗУ за минимальное количество времени. При этом он должен обеспечить равномерную загруженность всех своих входов и выходов, а так же загруженность всех входов микросхемы ОЗУ.
Мультиплексор строится на базе логических элементов. Количество элементов зависит от разрядности применяемой ОЗУ. Он также связан с входами микросхемой ОЗУ для синхронизации сигнала.
Для разработки данного проекта комплектовка мультиплексора выглядит следующим образом (рис. 10).
Количество применяемых логических элементов может варьироваться в зависимости от разрядности ОЗУ.
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Рис. 10
2. Микросхема КР 565 РУ 5 (рис. 11) является микросхемой оперативным запоминающим устройством (ОЗУ) динамического типа
11
8
10
12
A
0
1
2
3
4
5
6
7
CAS
CS
RAS
DI
D0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Рис. 11
Данная микросхема является 8-разрядной, поэтому для нашей разработки нам необходимо использовать две такие микросхемы. Но так как количество разрядов микропроцессора равно 12, то нам достаточно использовать только 12 ножек на входе ОЗУ. На первой микросхеме мы используем все ножки А0 А7 и только четыре ножки А0 А3 на второй микросхеме. Все они соединяются с выходами мультиплексора. Входы CS и DI соединяются с аналогичными входами на микросхеме шинного формирователя.
Выход микросхемы D0 так же соединяется с шинным формирователем.
2. Микросхема К 589 АП 16(шинный формирователь) (рис. 12) обеспечивает развязку входов и выходов устройств, работающих на двунаправленную магистраль. Шинный формирователь (ШФ) обеспечивает передачу информации по одному из двух направлений. Структура ШФ допускает параллельное использование нескольких таких микросхем.
DI0
DI1
DI2
DI3
YB
CS
DI0
DI1
DI2
DI3
D0
D1
D2
D3
GND
UCC
2
5
11
14
15
1
3
6
10
13
4
7
9
12
8
16
Рис. 12
Так как микросхема является 4-разрядной нам необходимо использовать 3 микросхемы.
3. Микросхема КР 568 РЕ 3 (рис. 14)- постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) динамического типа. Данная микросхема является 16-разрядной.
БИС ЗУ включает в себя следующие блоки:
- накопительная матрица;
- дешифратор адреса, строки, столбца;
- буфер данных;
- блок информации считывания и управления процессом записи.
А0
А1
А3
А4
А5
А6
А7
А8
А9
А10
А11
А12
А13
А14
CS
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
UCC
GND
23
25
26
28
4
5
6
19
20
21
15
13
14
10
16
9
22
19
27
11
12
17
18
7
8
Рис. 14
Микросхема подключается следующим образом: ножки входа А0 А15 на шину адреса (ША), ножки выхода D0 D7 на шину данных.
Все перечисленные выше микросхемы входят в блок ЗУ. Схема подключения ножек микросхем блока приведена на рис. 15.
Далее приступаем к разработки блока интерфейса, состоящего из следующих микросхем.
1. Микросхема КР 580 ВВ 55А (рис. 16) программируемое устройство ввода/вывода параллельной информации, применяется в качестве элемента ввода/вывода общего назначения, сопрягающего различные типы периферийных устройств с магистралью данных систем обработки информации.
Обмен информацией между магистралью данных систем и микросхемой КР 580 ВВ 55А осуществляется через 8-разрядный двунаправленных трехстабильный канал данных (D). Для связи с периферийными устройствами используется 24 линии ввода/вывода, сгруппированные в три 8-разрядный канала ВА, ВВ, ВС, направление передачи информации и режимы которые определяются программным способом.
SR
WR
RD
CS
A1
A0
GND
UCC
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
IOP
BA7
BA6
BA5
BA4
BA3
BA2
BA1
BA0
BB7
BB6
BB5
BB4
BB3
BB2
BB1
BB0
BC7
BC6
BC5
BC4
BC3
BC2
BC1
BC0
35
36
5
6
8
9
7
26
27
28
29
30
31
32
33
34
37
38
39
40
1
2
3
4
25
24
23
22
21
20
19
18
10
11
12
13
17
16
15
14
Рис. 16
Вывод |
Обозначение |
Тип вывода |
Функциональное назначение выводов |
1 4 37 40 |
ВА3 ВА0 ВА7 ВА4 |
Входы/выходы |
Информационный канал А |
5 |
RD |
Вход |
Чтение информации |
6 |
CS |
Вход |
Выбор микросхемы |
7 |
GND |
|
Общий |
8, 9 |
A0, A1 |
Вход |
Младшие разряды адреса |
10 17 18 25 |
ВC3 ВC0 ВC7 ВC4 |
Входы/выходы |
Информационный канал С |
26 |
ВB0 ВB7 |
|
Напряжение питания 5В ± 5% |
27 34 |
Ucc |
Входы/выходы |
Канал данных |
35 |
SR |
Вход |
Установка в исходное состояние |
36 |
WR |
Вход |
Запись информации |
Так как данная микросхема является 8-разрядной, а по заданию необходим 12-разрядный микропроцессор, то нам потребуется две подобные микросхемы.
2. Клавиатура (рис. 17)
1
1
1
0
1
1
+5В
к ножкам
ВС4 ВС7
к ножкам
ВА0 ВА7
Рис. 17
Клавиатура включает в себя символьную клавиатуру той системы счисления в которой работает вся система, а так же группу управления клавиатурой и тумблерами питания начальной установки, прерывания и комплексов режимов работы.
3. Схема усиления.
МПСУ с объектом управления (ОУ) обменивается двумя потоками сигналов: 1) цифровые сигналы с датчиков объекта прием которых происходит через параллельный интерфейс; 2) управляющие сигналы, которые выдаются МПСУ для приведения в действие электроприводов ОУ. Для функционирования привода ОУ необходимо соответствующее напряжение и ток, которые не могут быть обеспечены непосредственно ЦВ МПСУ. Для этого необходимы специальные схемы преобразования логического сигнала управления в соответствие напряжению и току.
В курсовом проекте используется транзисторная схема (рис. 18) усиления. Количество схем усиления зависит от количества датчиков на ОУ
Д
Д1
Д2
R1
R2
R2
T1
T2
Б
Рис. 18
Все перечисленные выше микросхемы входят в блок интерфейса. Схема соединения микросхем показана на рис. 19.
Теперь приступим к разработке блока специальных БИС.
1.Микросхема КР 1810 ВН 59 А (рис. 20) программируемый контроллер прерываний (ПКП), предназначен для реализации прерываний в системах с приоритетами многих уравнений
18
19
20
21
22
23
24
25
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
A0
IRQ0
IRQ1
IRQ2
IRQ3
IRQ4
IRQ5
IRQ6
IRQ7
CS
WR
RD
INTA
MS\SV\DE
PIC
INT
CAS0
CAS1
CAS2
GND
UCC
11
10
9
8
7
6
5
4
27
1
2
3
26
16
17
12
13
15
14
28
Рис. 20
Вывод |
Обозначение |
Тип вывода |
Функциональное назначение выводов |
1 |
CS |
Вход |
Выбор микросхемы |
2 |
WR |
Вход |
Запись |
3 |
RD |
Вход |
Чтение |
4 11 |
D7 D0 |
Вход\выход |
Канал данных |
12, 13, 15 |
CAS0 CAS2 |
Вход\выход |
Шина каскадирования |
14 |
GND |
|
Общий |
16 |
MS/SV/DE |
Вход\выход |
Выбор ведомой микросхемы |
17 |
INT |
Выход |
Прерывание |
18 - 25 |
IRQ0 IRQ7 |
Вход |
Запрос прерывания |
26 |
INTA |
Вход |
Подтверждение прерывания |
27 |
A0 |
Вход |
Адресный ввод |
28 |
UCC |
|
Напряжение питания |
Микросхема обслуживает до 8 разрядов на прерывание микропроцессора, поступающих от внешних устройств и позволяет расширять число обслуживаемых запросов до 64 путем каскадного соединения микросхем ПКП. Микросхема может работать в нескольких режимах, которые устанавливаются программным путем. Приоритеты, закрепленные за внешними устройствами, могут быть изменены в процессе выполнения программы.
Микросхема подключается следующим образом: входы D0 D7 на шину данных (ШД), вход А0 на шину адреса (ША), входы WR, RD на шину управления (ШУ), входы IRQ0 IRQ7 используются для соединения нескольких микросхем ПКП про каскадировании, INTA соединяется с аналогичным выходом на микропроцессоре. Выход INT - соединяется с аналогичным входом на микропроцессоре.
2. Микросхема ЦИС 133 ЛП 8 (рис. 21).
Для преобразования аналогового сигнала в цифровой необходимо использовать микросхему АЦП.
15
16
17
18
1
2
3
4
5
14
9
13
12
11
10
8
7
6
RD
CS
Ucc
Uref
U irn
MP
CP
И-НЕ
6,8 к
f t.u
R1
2k
1k
АЦП
Рис. 21
Микросхема подключается к шине адреса (ША) при помощи входов 1 5 и 15 18.
Все перечисленные выше микросхемы входят в блок специальных БИС. Схема соединения микросхем показана на рис. 22.
5. Разъем.
Разъемы связаны непосредственно с объектом управления. На них выводятся все датчики служащие для управления роботом-манипулятором и все свободные ножки с микросхем.
Контакт |
Цепь |
Контакт |
Цепь |
Контакт |
Цепь |
А1 |
IRQ0 IRQ7 |
В10 |
EFI |
А20 |
М4 |
В1 |
CAS0 CAS2 |
А11 |
RDY1,2, AEN |
В20 |
М5 |
А2 |
GND, UCC |
В11 |
GND, UCC |
А21 |
М5 |
В2 |
CS |
А12 |
SR, CS |
В21 |
М6 |
А3 |
V1 V2 |
В12 |
GND, UCC |
А22 |
М6 |
В3 |
6 - 7 |
А13 |
BC0 BC3 |
||
А4 |
GND, UCC |
В13 |
BA0 BA3 |
||
В4 |
6 - 7 |
А14 |
DTR, DEN |
||
А5 |
OE |
В14 |
М1 |
||
В5 |
STB, T |
А15 |
М1 |
||
А6 |
GND, UCC |
В15 |
М1 |
||
В6 |
HLD, HLDA |
А16 |
М2 |
||
А7 |
MN, MX |
В16 |
М2 |
||
В7 |
TEST |
А17 |
М2 |
||
А8 |
CLK, SR |
В17 |
М3 |
||
В8 |
AD13 AD15 |
А18 |
М3 |
||
А9 |
OSC, PSLK |
В18 |
М3 |
||
В9 |
READY |
А19 |
М4 |
||
А10 |
TANK |
В19 |
М4 |
Рассмотрим теперь пример разработки МПУ для объекта управления на базе секционного микропроцессора.
Пример II. Разработка схемы управления объектом
на базе секционного микропроцессора.
Задание на курсовой проект
1. |
Тип микропроцессора |
- КМ 1804 |
количество разрядов |
- 16-разрядный |
|
2. |
Тип ОЗУ |
- динамическая |
количество разрядов |
- 16-разрядная |
|
3. |
Тип ПЗУ |
- динамическая |
количество разрядов |
- 32-разрядная |
|
4. |
Интерфейс ввода/ввода: |
|
для сигналов с датчиков |
- последовательный |
|
для выдачи управляющих сигналов |
- параллельный |
|
5. |
Специальная БИС |
- ПКП и Таймер |
6. |
Тип датчика преобразователя |
- Цифро-аналоговый |
7. |
Схема усиления |
- тиристорная |
Выберем в качестве объекта управления робот-манипулятор.
Функции данного робота-манипулятора заключаются в захвате какого-либо объекта и перемещения его в горизонтальной так и в вертикальной плоскости (рис. 23).
М1
М2
М3
М3
М5
М4
М6
Рис. 23
Крепление датчиков осуществляется на подвижных местах робота-манипулятора. Используются датчики стационарного положения и датчики конечных положений. Применяется два типа датчиков - цифровой и аналоговый.
Датчики стационарного положения действуют в момент, когда робот-манипулятор находится в неподвижном состоянии.
Составим таблицу датчиков неполного механизма (таб. 3) используя туже систему что и в предыдущем примере (см.табл. 1).
Таблица сигналов датчика
Таблица №3
№ |
Наименование |
Тип |
Условное обозначение |
Контакт |
1. |
Датчик неполного механизма М1 |
циф. |
DHM1 |
A1 |
2. |
Датчик неполного механизма М2 |
циф. |
DHM2 |
B1 |
3. |
Датчик неполного механизма М2 |
циф. |
DHM3 |
A2 |
4. |
Датчик неполного механизма М3 |
циф. |
DHM4 |
B2 |
5. |
Датчик неполного механизма М3 |
циф. |
DHM5 |
A3 |
6. |
Датчик неполного механизма М4 |
циф. |
DHM6 |
B3 |
7. |
Датчик неполного механизма М4 |
циф. |
DHM7 |
A4 |
8. |
Датчик неполного механизма М5 |
аналог. |
DHM8 |
B4 |
9. |
Датчик неполного механизма М6 |
циф. |
DHM9 |
A5 |
10. |
Датчик неполного механизма М6 |
циф. |
DHM10 |
B5 |
Датчики конечных положений действуют в момент, когда робот-манипулятор совершает какое-либо движение и функционируют до тех пор пока движение робота-манипулятора не достигнет конечного положения.
Составим таблицу управляющих сигналов (табл. 4) используя туже систему что и в предыдущем примере (см.табл. 2).
Таблица управляющих сигналов
Таблица №4
№ |
Наименование управляющей системы |
Условное обозначение |
Контакт |
1. |
Начальное положение М1 |
М1 |
A1 |
2. |
Управляющий механизм М2 вниз |
М2 |
B1 |
3. |
Управляющий механизм М2 вверх |
М2 |
A2 |
4. |
Управляющий механизм М3 влево |
М3 |
B2 |
5. |
Управляющий механизм М3 вправо |
М3 |
A3 |
6. |
Управляющий механизм М4 вниз |
М4 |
B3 |
7. |
Управляющий механизм М4 вверх |
М4 |
A4 |
8. |
Управляющий механизм вращения М5 |
М5 |
B4 |
9. |
Управляющий механизм М6 разжатая |
М6 |
A5 |
10. |
Управляющий механизм М6 сжатия |
М6 |
B5 |
Сигнал, поступающий с датчиков является входным сигналом. Тип выходного сигнала определяется по типу установленного датчика.
Сигнал, вырабатываемый микропроцессорным устройством является выходным. Он поступает на объект управления и сообщает им необходимое направление движения. Сигнал является аналоговым.
Обобщенная структура МПСУ выглядит так же как и в предыдущем примере (см. рис. 2)
Так как микропроцессор данной серии является секционным, то прежде чем приступить к разработке самого микропроцессорного устройства необходимо сначала разработать блок микропроцессора.
Блок микропроцессора состоит из двух частей:
1. операционная часть (рис. 24),
2. управляющая часть (рис. 25).
Операционная часть.
БУП КМ 1804 ВП 2
ЦЕП 1
КМ 1804 ВС 2
ЦЕП 1
КМ 1804 ВС 2
ЦЕП 1
КМ 1804 ВС 2
ЦЕП 1
КМ 1804 ВС 2
Рис. 24
БУП |
- блок ускоренного переноса КМ 1804 ВП 2 |
ЦЕП |
- центральный процессорный элемент КМ 1804 ВС 2 |
Управляющая часть.
От ОЧ
К ОЧ
ША
ШУ
БМУ
RA
ЗУ МП
RK
Рис. 25
БМУ |
- блок микропроцессорного управления |
RA |
- регистр адреса |
ЗУМП |
- запоминающее устройство МП |
RK |
- регистр микрокоманд |
ША |
- шина адреса |
ШУ |
- шина управления |
Для разработки данного курсового проекта предлагается использовать микропроцессорный комплект серии КР 1804. Данный микропроцессорный комплект не содержит полного комплекта микросхем, необходимых для разработки данного задания, поэтому будим использовать необходимые микросхемы других серий, совместимых с данной.
Рассмотрим все необходимые для выполнения данного курсового проекта микросхемы и выясним назначения ножек их функции и направление подключения.
1. Микросхема КМ 1804 ВР 2 (рис. 26) предназначена для замыкания данных вокруг микропроцессорных секций КМ 1804 ВС 1, КМ 1804 ВС 2 при построении устройств обработки данных центральны процессоров. Обеспечивает так же функции регистра состояния и формирователя сигнала переноса, семь источников входного переноса АЛУ, организует 32 типа сдвигов (арифметические, логические, циклические), которые могут быть обычной или двойной связи.
Т
IZ
IC
IN
IOV
OE
LCT
I0
I1
I2
I3
I4
I5
I6
I7
I8
I9
I10
I11
I12
CX
CEM
CEN
SE
EZ
EC
EN
EOV
YZ
YC
YN
YOV
T
CO
PQ0
PQ1
PQ2
PQ3
GND
UCC
SSCO
17
9
12
14
16
20
26
18
19
21
6
5
4
3
2
1
40
39
22
23
24
7
2
37
8
11
13
15
32
31
29
28
27
25
36
35
34
33
10
30
Рис. 26
Вывод |
Обозна-чение |
Тип вывода |
Функциональное назначение выводов |
1 |
2 |
3 |
4 |
1 |
I7 |
Вход |
Микрокоманда, 7 й разряд |
2 |
CEN |
Вход |
Разрешение записи в регистр состояния N |
3 |
I6 |
Вход |
Микрокоманда, 6 й разряд |
4 |
I5 |
Вход |
Микрокоманда, 5 й разряд |
5 |
I4 |
Вход |
Микрокоманда, 4 й разряд |
6 |
I3 |
Вход |
Микрокоманда, 3 й разряд |
7 |
CEM |
Вход |
Разрешение записи в регистр состояния M |
8 |
EZ |
Вход |
Разрешение записи в регистр Z состояния M |
9 |
IZ |
Вход |
Признак состояния Z (нуль) |
10 |
UCC |
|
Напряжение питания |
11 |
EC |
Вход |
Разрешение записи в разряд С регистра М |
12 |
IC |
Вход |
Признак состояния С (перенос) |
13 |
EN |
Вход |
Разрешение записи в разряд N регистр M |
14 |
IN |
Вход |
Перенос состояния N (знак) |
15 |
EOV |
Вход |
Разрешение записи в разряд OVR регистра M |
16 |
IOV |
Вход |
Признак состояния OVR |
17 |
T |
Вход |
Тактовый сигнал |
18 |
IO |
Вход |
Микрокоманда, 0 й разряд |
19 |
I1 |
Вход |
Микрокоманда, 1 й разряд |
20 |
EOY |
Вход |
Разрешение двунаправленного вывода при значении состояния |
21 |
I2 |
Вход |
Микрокоманда, 2 й разряд |
22 |
I11 |
Вход |
Микрокоманда, 11 й разряд |
23 |
I12 |
Вход |
Микрокоманда, 12 й разряд |
24 |
CX |
Вход |
Перенос |
25 |
CO |
Выход |
Перенос в АЛУ |
26 |
ECT |
Выход |
Разрешение вывода условия |
27 |
CT |
Вход/выход |
Условие |
28 |
YOV |
Вход/выход |
Двунаправленный вывод признака состояния OVR |
29 |
GND |
|
Общий |
30 |
YN |
Вход/выход |
Двунаправленный вывод признака состояния N |
31 |
YC |
Вход/выход |
Двунаправленный вывод признака состояния C |
32 |
YZ |
Вход/выход |
Двунаправленный вывод признака состояния Z |
33 |
PQ3 |
Вход/выход |
Двунаправленный вывод сдвига старшего разряда регистра Q |
34 |
PQ0 |
Вход/выход |
Двунаправленный вывод сдвига младшего разряда регистра Q |
35 |
PF3 |
Вход/выход |
Двунаправленный вывод сдвига старшего разряда результата АЛУ |
36 |
PF0 |
Вход/выход |
Двунаправленный вывод сдвига младшего разряда результата АЛУ |
Продолжение |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
37 |
SE |
Вход |
Разрешение двунаправленного выводов сдвига |
38 |
I10 |
Вход |
Микрокоманда, 10 й разряд |
39 |
I9 |
Вход |
Микрокоманда, 9 й разряд |
40 |
I8 |
Вход |
Микрокоманда, 8 й разряд |
2. Микросхема КМ 1804 ВС 2 (рис. 27).
А0
А1
А2
А3
В0
В1
В2
В3
DA0
DA1
DA2
DA3
OEB
RF3
RQ3
EA
I0
I1
I2
I3
I4
I5
I6
I7
I8
IEN
T
CO
OEY
LSS
WIMSS
WE
DB0
DB1
DB2
DB3
PF0
RQ0
Y0
Y1
Y2
Y3
Z
C4
G/n
P/OVR
Ucc
GND
MPS
30
29
28
27
44
45
46
47
3
4
5
6
31
21
48
2
42
41
7
8
9
35
34
33
32
38
43
10
15
39
40
37
23
24
25
26
20
1
16
17
18
19
22
11
14
12
36
13
Рис. 27
Вывод |
Обозначение |
Тип вывода |
Функциональное назначение выводов |
1 |
2 |
3 |
4 |
1 |
PQ1 |
Вход/выход |
Двунаправленный вывод сдвига младшего разрешения регистра Q |
2 |
EA |
Вход |
Разрешение данных А |
3 |
DA0 |
Вход |
Данные А, 0 й разряд |
4 |
DA1 |
Вход |
Данные А, 1 й разряд |
5 |
DA2 |
Вход |
Данные А, 2 й разряд |
6 |
DA3 |
Вход |
Данные А, 3 й разряд |
7 |
I2 |
Вход |
Микрокоманда, 2 й разряд |
8 |
I3 |
Вход |
Микрокоманда, 3 й разряд |
9 |
I4 |
Вход |
Микрокоманда, 4 й разряд |
10 |
C0 |
Вход |
Перенос в АЛУ |
11 |
C4 |
Выход |
Перенос в АЛУ |
12 |
P/OVR |
Выход |
Распространение переноса переполнения АЛУ |
13 |
GND |
|
Общий |
14 |
G/n |
Выход |
Генерация переноса знака АЛУ |
15 |
OEY |
Вход |
Разрешение выводов Y |
16 |
Y0 |
Вход/выход |
Двунаправленный вывод данных, 0 й разряд |
17 |
Y1 |
Вход/выход |
Двунаправленный вывод данных, 1 й разряд |
18 |
Y2 |
Вход/выход |
Двунаправленный вывод данных, 2 й разряд |
19 |
Y3 |
Вход/выход |
Двунаправленный вывод данных, 3 й разряд |
20 |
PF0 |
Вход/выход |
Двунаправленный вывод данных, 4 й разряд |
21 |
PF3 |
Вход/выход |
Двунаправленный вывод данных, 5 й разряд |
22 |
Z |
Вход/выход |
Двунаправленный вывод данных, 6 й разряд |
23 |
DB0 |
Вход/выход |
Данные В, 0 й разряд |
24 |
DB1 |
Вход/выход |
Данные В, 0 й разряд |
25 |
DB2 |
Вход/выход |
Данные В, 0 й разряд |
26 |
DB3 |
Вход/выход |
Данные В, 0 й разряд |
27 |
A3 |
Вход |
Адрес , 3 й разряд |
28 |
A2 |
Вход |
Адрес , 2 й разряд |
29 |
A1 |
Вход |
Адрес , 1 й разряд |
30 |
A0 |
Вход |
Адрес , 0 й разряд |
31 |
OEB |
Вход |
Разрешение переводов данных В |
32 |
I8 |
Вход |
Микрокоманда, 8 й разряд |
33 |
I7 |
Вход |
Микрокоманда, 7 й разряд |
34 |
I6 |
Вход |
Микрокоманда, 6 й разряд |
Продолжение |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
35 |
I5 |
Вход |
Микрокоманда, 5 й разряд |
36 |
UCC |
|
Напряжение питания |
37 |
WE |
Вход |
Разрешение записи в РЗУ |
38 |
EN |
Вход |
Разрешение микрокоманды |
39 |
LSS |
Вход |
Управление относительным положением |
40 |
WIMSS |
Вход/выход |
Двунаправленный вывод управления относительного положения |
41 |
I1 |
Вход |
Микрокоманда, 1 й разряд |
42 |
I0 |
Вход |
Микрокоманда, 0 й разряд |
43 |
T |
Вход |
Тактовый сигнал |
44 |
B0 |
Вход |
Адрес , 0 й разряд |
45 |
B1 |
Вход |
Адрес , 1 й разряд |
46 |
B2 |
Вход |
Адрес , 2 й разряд |
47 |
B3 |
Вход |
Адрес , 3 й разряд |
48 |
PQ3 |
Вход/выход |
Двунаправленный вывод сдвига старшего разрешения регистра Q |
3. Микросхема КМ 1804 ВР 1 (рис. 28) предназначена для обеспечения ускоренного переноса АЛУ при наращивании разрядности микропроцессорных секций КМ 1804 ВС 2. Одна микросхема КМ 1804 ВР 1 обеспечивает ускоренный перенос для четырех микропроцессорных секций (длина слова 165 бит).
DI0
DI1
DI2
DI3
DB0
DB1
DB2
DB3
D0
D1
D2
D3
GND
LAK
13
4
2
3
1
6
5
12
11
10
9
7
8
Рис. 28
Вывод |
Обозначение |
Тип вывода |
Функциональное назначение выводов |
1 |
2 |
3 |
4 |
13 |
DI0 |
Вход |
Генерация переноса 0го разряда |
2 |
DI3 |
Вход |
Генерация переноса 3го разряда |
3 |
DI2 |
Вход |
Генерация переноса 2го разряда |
4 |
DI1 |
Вход |
Генерация переноса 1го разряда |
5 |
DВ2 |
Вход |
Распространение переноса 2-го разряда |
6 |
DВ1 |
Вход |
Распространение переноса 1-го разряда |
7 |
D3 |
Выход |
Данный 3-й разряд |
8 |
GND |
|
Общий |
Продолжение |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
9 |
D2 |
Выход |
Данный 2-й разряд |
10 |
D1 |
Выход |
Данный 1-й разряд |
11 |
D0 |
Выход |
Данный 0-й разряд |
12 |
DВ3 |
Вход |
Распространение переноса 3-го разряда |
1 |
DВ0 |
Вход |
Распространение переноса 0-го разряда |
Для обеспечения необходимой разрядности микропроцессорного блока необходимо использовать одну микросхему серии КМ 1804 ВР2, которая является 16-разрядным блоком ускоренного переноса и 4 микросхемы КМ 1804 ВС2 которые являются 4-разрядным центральным процессорным элементом каждая, а так же 5 микросхем КМ 1804 ВР1 для каждой из применяемой микросхем.
Схема соединения ножек микропроцессорного блока приведена на рис. 29.
Теперь приступим к разработке блока ОЗУ.
А0
А1
А2
А3
А4
А5
А6
А7
А8
А9
А10
А11
А12
А13
DI
CS
D0
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
1
17
2
Рис. 30
Выводы |
Обозначение |
Тип вывода |
Функциональное назначение выводов |
3 - 16 |
А0 А13 |
Входы |
Каналы адреса |
1 |
DI |
Вход/выход |
Канал данных |
2 |
D0 |
Выход |
Выход на канал данных |
17 |
CS |
Вход |
Выбор микросхемы |
Так как по заданию нам необходимо разработать ОЗУ емкостью 16 Кбайт, то нам необходимо использовать 8 микросхем.
2. Микросхема К 589 АП 16(шинный формирователь) (рис. 31) обеспечивает развязку входов и выходов устройств, работающих на двунаправленную магистраль. Шинный формирователь (ШФ) обеспечивает передачу информации по одному из двух направлений. Структура ШФ допускает параллельное использование нескольких таких микросхем.
DI0
DI1
DI2
DI3
YB
CS
DI0
DI1
DI2
DI3
D0
D1
D2
D3
GND
UCC
2
5
11
14
15
1
3
6
10
13
4
7
9
12
8
16
Рис. 31
Так как микросхема является 4-разрядной нам необходимо использовать 4 микросхемы.
Схема соединения ножек блока ОЗУ приведена на рис. 32.
Теперь приступим к разработке блока ПЗУ.
1. Микросхема К 1804 ВУ 4 (рис. 33) 4-разрядная секция управления адресом микрокоманд для формирования сигналов адреса микрокоманд. Эта микросхема имеет внутренний регистр адреса, стек, счетчики микрокоманд, с возможностью увеличения на единицу его содержания и возможность наращивать его разрядность до любой кратной четырем. Микросхема имеет четыре источника адреса микрокоманд (внешний вход, внешний регистр адреса, регистр-счетчик, стек); возможность возврата к нулевому адресу; возможность вложения подпрограмм с помощью стека глубиной четыре слова.
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8
D9
D10
D11
I0
I1
I2
RLD
OE
Y0
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
FL
VE
RE
ME
UCC
GND
34
36
38
40
2
4
17
19
21
23
25
27
12
11
9
15
29
33
35
37
39
1
3
18
20
16
5
6
7
10
30
Рис.33
2. Микросхема К 589 ИР 12 (рис. 34) многорежимный буферный регистр (МБР), является универсальным 8-разрядным регистром с выходами, имеющими три состояния. Один или несколько МБР могут использоваться для реализации многих типов интерфейсных и вспомогательных устройств, включая: простые регистры данных; буферные регистры со стробированием данных; мультиплексоры; двунаправленные шинные формирователи; прерываемые каналы ввода/выводу и др.
3
5
7
9
16
18
20
22
14
1
13
2
11
12
23
4
6
8
10
15
17
19
21
24
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8
CLR
CS
CS
MD
EW
GND
INR
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
Q8
UCC
MBR
Рис. 34
Вывод |
Обозначение |
Тип вывода |
Функциональное назначение выводов |
1,13 |
CS1, CS2 |
Входы |
Выбор кристалла |
2 |
MD |
Входы |
Выбор режима |
3,5,7,9,16,18,20,22 |
D1 D8 |
Входы |
Информация |
4,6,8,10,15,17,19,29 |
Q1 Q8 |
Выходы |
Информация |
11 |
EW |
Вход |
Стабилизирующий сигнал |
12 |
GND |
|
Общий |
14 |
CLR |
Вход |
Установка нуля |
23 |
INR |
Выход |
Запрос прерывания |
24 |
UCC |
|
Напряжение питания |
3. Микросхема КР 568 РЕ 3 (рис. 35)- постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) динамического типа. Данная микросхема является 16-разрядной.
БИС ЗУ включает в себя следующие блоки:
- накопительная матрица;
- дешифратор адреса, строки, столбца;
- буфер данных;
- блок информации считывания и управления процессом записи.
А0
А1
А3
А4
А5
А6
А7
А8
А9
А10
А11
А12
А13
А14
CS
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
UCC
GND
23
25
26
28
4
5
6
19
20
21
15
13
14
10
16
9
22
19
27
11
12
17
18
7
8
Рис. 35
Схема соединения микросхем показана на рис. 36
Теперь приступим к разработке блока специальных БИС
1. Микросхема К 580 ВИ 54 (рис. 37) программируемый контроллер прерываний (ПКП), предназначен для реализации прерываний в системах с приоритетами многих уравнений.
Микросхема обслуживает до 8 разрядов на прерывание микропроцессора, поступающих от внешних устройств и позволяет расширять число обслуживаемых запросов до 64 путем каскадного соединения микросхем ПКП. Микросхема может работать в нескольких режимах, которые устанавливаются программным путем. Приоритеты, закрепленные за внешними устройствами, могут быть изменены в процессе выполнения программы.
17
18
19
1
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
A0
PIC
INT
IR0
IR1
IR2
IR3
IR4
IR5
IR6
IR7
GND
UCC
MS
26
25
24
23
20
3
5
7
9
11
13
14
15
22
21
19
12
2
10
8
6
4
27
28
Рис. 37
CS
WR
RD
INTA
CAS0
CAS1
CAS2
Вывод |
Обозначение |
Тип вывода |
Функциональное назначение выводов |
17 |
CS |
Вход |
Выбор микросхемы |
18 |
WR |
Вход |
Запись |
19 |
RD |
Вход |
Чтение |
3, 5, 7, 20, 23 - 26 |
D7 D0 |
Вход\выход |
Канал данных |
11, 13, 14 |
CAS0 CAS2 |
Вход\выход |
Шина каскадирования |
27 |
GND |
|
Общий |
15 |
MS |
Вход\выход |
Выбор ведомой микросхемы |
22 |
INT |
Выход |
Прерывание |
2, 4, 6, 8, 10, 12, 21 |
IR0 IR7 |
Вход |
Запрос прерывания |
1 |
INTA |
Вход |
Подтверждение прерывания |
9 |
A0 |
Вход |
Адресный ввод |
28 |
UCC |
|
Напряжение питания |
2. Микросхема К 580 ВИ 53 (рис. 38) 3-х канальный таймер-счетчик предназначен для вырабатывания временных интервалов.
23
22
21
20
6
5
4
3
10
8
9
24
15
16
17
18
19
7
1
2
11
12
13
14
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
A0
A1
CS
RD
WR
C0
Y0
C1
Y1
C2
Y2
T
OUT1
OUN2
OUT3
UCC
GND
Рис. 38
Вывод |
Обозначение |
Тип вывода |
Функциональное назначение выводов |
1 |
2 |
3 |
4 |
16 19, 7, 1 |
C0 Y0 C2 Y2 |
Вход |
Тактовая частота канала |
10, 8 |
A0, A1 |
Вход |
Выбор канала |
20 23, 3 - 6 |
D0 D7 |
Вход\выход |
Двунаправленные магистрали данных |
2, 11, 12 |
OUT1 OUT3 |
Выход |
Каналы регистра |
Продолжение |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
24 |
RD |
Вход |
Чтение данных |
9 |
WR |
Вход |
Запись данных |
16 |
CS |
Вход |
Выбор микросхемы |
13 |
UCC |
|
Общий |
14 |
GND |
|
Напряжение питания |
Схема соединения микросхем показана на рис. 39
Теперь приступим к разработке блока последовательного интерфейса.
Последовательный интерфейс имеет следующий вид: микросхема КР 580 ВВ 51 с дополнительной микросхемой К 155 ИР 13 для передачи данных от датчиков
1. Микросхема КР 580 ВВ 51 (рис.40) универсальный синхронно-асинхронный приемопередатчик, предназначен для аппаратной реализации последовательного протокола обменом между микропроцессором и каналами последовательной передачи дискретной информации. Преобразует параллельный код, получаемый от центрального процессора в последовательный поток символов со служебными битами. Работает в двух режимах: синхронном и асинхронном.
TXC
CTS
RXD
RXC
DSR
C
SR
WR
CS
RD
CO/B
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
UCC
GND
IOP
TXD
TXEND
TXRDY
RXRDY
SYNDET/BB
DTR
RTS
9
17
3
25
22
20
21
10
11
13
12
8
7
6
5
2
1
28
27
26
4
19
18
15
14
16
24
23
Рис. 40
2. Микросхема К 155 ИР 13 (рис. 41) регистр операционный узел ЭВМ, представляет собой регулярную совокупность элементов памяти и комбинированных схем и предназначен для ввода, хранения, преобразования и выдачи числа, а так же для выполнения простейших поразрядных операций и выработки осведомительных сигналов о хранении в регистре числа.
С
DR
S1
S0
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
Q0
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
10
6
7
8
9
12
13
14
15
16
19
1
2
3
4
5
11
20
18
17
Рис. 41
3. В курсовом проекте используется тиристорная схема (рис. 42) усиления. Количество схем усиления зависит от количества датчиков на ОУ
Д
Д1
Д2
R1
R2
T1
Б
Рис. 42
Д3
Все перечисленные выше микросхемы входят в блок последовательного интерфейса. Схема соединения микросхем показана на рис. 43.
Теперь приступим к разработке блока параллельного интерфейса.
4. Микросхема КР 580 ВВ 55А (рис. 44) программируемое устройство ввода/вывода параллельной информации, применяется в качестве элемента ввода/вывода общего назначения, сопрягающего различные типы периферийных устройств с магистралью данных систем обработки информации.
Обмен информацией между магистралью данных систем и микросхемой КР 580 ВВ 55А осуществляется через 8-разрядный двунаправленных трехстабильный канал данных (D). Для связи с периферийными устройствами используется 24 линии ввода/вывода, сгруппированные в три 8-разрядный канала ВА, ВВ, ВС, направление передачи информации и режимы которые определяются программным способом.
SR
WR
RD
CS
A1
A0
GND
UCC
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
IOP
BA7
BA6
BA5
BA4
BA3
BA2
BA1
BA0
BB7
BB6
BB5
BB4
BB3
BB2
BB1
BB0
BC7
BC6
BC5
BC4
BC3
BC2
BC1
BC0
35
36
5
6
8
9
7
26
27
28
29
30
31
32
33
34
37
38
39
40
1
2
3
4
25
24
23
22
21
20
19
18
10
11
12
13
17
16
15
14
Рис. 44
Вывод |
Обозначение |
Тип вывода |
Функциональное назначение выводов |
1 4 37 40 |
ВА3 ВА0 ВА7 ВА4 |
Входы/выходы |
Информационный канал А |
5 |
RD |
Вход |
Чтение информации |
6 |
CS |
Вход |
Выбор микросхемы |
7 |
GND |
|
Общий |
8, 9 |
A0, A1 |
Вход |
Младшие разряды адреса |
10 17 18 25 |
ВC3 ВC0 ВC7 ВC4 |
Входы/выходы |
Информационный канал С |
26 |
ВB0 ВB7 |
|
Напряжение питания 5В ± 5% |
27 34 |
Ucc |
Входы/выходы |
Канал данных |
35 |
SR |
Вход |
Установка в исходное состояние |
36 |
WR |
Вход |
Запись информации |
5. Клавиатура (рис. 45)
1
1
1
0
1
1
+5В
к ножкам
ВС4 ВС7
к ножкам
ВА0 ВА7
Рис. 45
Клавиатура включает в себя символьную клавиатуру той системы счисления в которой работает вся система, а так же группу управления клавиатурой и тумблерами питания начальной установки, прерывания и комплексов режимов работы.
Схема соединения микросхем показана на рис. 46
1. Микросхема К 1108 ПА1 (рис. 47) 12-разрядный ЦАП предназначена для построения блоков аналогового ввода-вывода с повышением быстродействия.
ЦАП
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
2
1
1,5к
4
UREF
6
12
3
11
8
10
5
9
-
+
A
3
6
8
7
5
1
4
- 15
100 200k
3 5 m
27m
UORN
+15
Рис. 47
8
Микросхема подключается к шине адреса (ША) при помощи входов 14 24.
2. Разъем.
Разъемы связаны непосредственно с объектом управления. На них выводятся все датчики служащие для управления роботом-манипулятором и все свободные ножки с микросхем.
Контакт |
Цепь |
Контакт |
Цепь |
Контакт |
Цепь |
А1 |
T |
В12 |
C4 |
В24 |
MS |
В1 |
IN |
А13 |
DE |
А25 |
Cn Yn |
А2 |
OEY |
В13 |
CS |
В25 |
TxC |
В2 |
ECT |
А14 |
BCE |
А26 |
RxD |
А3 |
In |
В14 |
F |
В26 |
SUDNI |
В3 |
CX |
А15 |
COn |
А27 |
М1 |
А4 |
CEM |
В15 |
CDS |
В27 |
М2 |
В4 |
CEN |
А16 |
HLT |
А28 |
М2 |
А5 |
SE |
В16 |
ST |
В28 |
М3 |
В5 |
EZ |
А17 |
COSC |
А29 |
М3 |
А6 |
EC |
В17 |
COCO |
В29 |
М4 |
В6 |
EN |
А18 |
SR |
А30 |
М4 |
А7 |
EOV |
В18 |
RQWI |
В31 |
М5 |
В7 |
YZ |
А19 |
RA |
А32 |
М6 |
А8 |
YC |
В19 |
EWI |
В32 |
М6 |
В8 |
YN |
А20 |
WI |
||
А9 |
CT |
В20 |
ONGN |
||
В9 |
CO |
А21 |
DR |
||
А10 |
C |
В21 |
EA |
||
В10 |
Qz |
А22 |
DBn |
||
А11 |
OEB |
А23 |
G/n |
||
В11 |
GND, UCC |
В23 |
R/OVR |
||
А12 |
Z |
А24 |
RM |
Литература
1.Табин Б. В. «Интегральные микросхемы». Справочник.
2. Преснухин Л. Н. «Микропроцессоры и микропроцессорные ЭВМ в системе
автоматизированного управления».
3. Хвощ С. Т. «Микропроцессоры»
4. Шахнов «Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты»
5. Бессткерский В. А., Изранцев В. В «Системы автоматического управления с
микроЭВМ».
6. Медведев «Управление и вычислительные устройства автоматизированных
комплексов на базе ЭВМ».
7. Прангвишвили «Микропроцессоры и локальные сети микроЭВМ в
операционных системах управления».
8. Федарков Б. Г. «Микропроцессорные системы ЦАП и АЦП».
9. Рональд Дж. Точи, Нил С. Уилдмер «Цифровые системы. Теория и
практика».
10. Б. А. Калабеков «Цифровые устройства и микропроцессорные системы».
А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать | |||
34385. | Баланс денежных доходов и расходов населения, его роль и методика разработки | 72 KB | |
Политика доходов была направлена на сохранение в условиях инфляции определенного уровня заработной платы низкооплачиваемым слоям населения и реальной стоимости социальных выплат путем их периодических централизованных повышений или индексаций. Их успешная реализация стала важным этапом в обеспечении устойчивого экономического роста и повышении уровня жизни населения. Реальные денежные доходы населения повысились на 72 их рост по отношению к 1990 г. | |||
34386. | Прогнозирование и планирование оплаты труда | 66 KB | |
Основная цель оплаты труда обеспечить объективно необходимое воспроизводство рабочей силы в соответствии с ее стоимостью и повысить уровень мотивации исполнителей к эффективному труду. Фонд оплаты труда по народному хозяйству это сумма денежных средств предназначенных для распределения между рабочими и служащими в зависимости от количества и качества затраченного труда. Источниками фонда оплаты труда является национальный доход который распределяется на фонд потребления и фонд накопления. | |||
34387. | Реальные доходы населения. Методы их прогнозирования | 55 KB | |
Методы их прогнозирования Важнейшим обобщающим показателем социального развития и уровня жизни населения являются реальные доходы. Основным источником формирования реальных денежных доходов и стимулирования трудовой деятельности являются зарплата повышение производительности труда и эффективности хозяйствования во всех звеньях экономики рост инвестиционного потенциала населения снижение налоговой нагрузки на фонд зарплаты субъектов хозяйствования всех форм собственности что будет способствовать созданию новых рабочих мест... | |||
34388. | Потребительский рынок (ПР). Прогнозирование спроса на товары народного потребления | 33.5 KB | |
Рынок сфера товарноденежного обращения охватывает совокупность конкретных отношений и связей между производителями и потребителями товаров. Структура ПР: международный рынок рынок государств содружества рынок РБ рынок региональных областей рынок конкретных товарных групппродовольственных. Рынок: 1. | |||
34389. | Прогнозирование и планирование покупательных фондов и товарных ресурсов | 37.5 KB | |
Рассчитанный таким образом покупательный фонд определяет необходимый объем продажи товаров населению в денежном выражении. К этой величине прибавляется оборот по продаже товаров организациям и учреждениям в порядке мелкооптовой торговли и в результате определяется необходимый объем товарооборота. Дело в том что потребительские ожидания относительно таких факторов как будущие цены на товары наличие товаров и будущий доход способны изменить спрос. Для увязки совокупного спроса на товары народного потребления с товарными ресурсами наряду с... | |||
34390. | Формирование структуры товарооборота. Баланс спроса и предложения, его содержание и назначение | 41.5 KB | |
Чтобы сформировать структуру товарооборота необходимо определить спрос на отдельные группы товаров и сопоставить с ресурсами этих товаров. Структура характеризует соотношение товарных групп и отдельных товаров в общем объеме розничного товарооборота. Соотношение отдельных товарных групп и товаров связано вопервых с их значимостью и вовторых со степенью дополняемости и заменяемости товаров в процессе реализации и потребления. В процессе разработки прогнозов должен осуществляться анализ тенденций изменения структуры товарооборота за... | |||
34391. | Внешнеэкономическая политика. Прогнозирование экспорта и импорта | 37.5 KB | |
Среди моделей получивших широкое применение в мировой практике для прогнозирования экспорта и импорта следует выделить: трендовые модели; функции экспорта и импорта многофакторные модели; комплексные эконометрические модели; модели межотраслевого баланса; матричные модели международной торговли; оптимизационные модели. Трендовые модели у = t b и др. Эти модели используются на стадии составления инерционного прогноза. При конструировании целевого прогноза применяются функции экспорта и импорта многофакторные модели. | |||
34392. | Квотирование, лицензирование, валютное регулирование экспорта и импорта | 25 KB | |
Квотирование К установление количественных ограничений квот на ввоз и вывоз товаров. Лицензирование Л: для ввоза вывоза определенных товаров требуется получить установленный документ лицензию. Число квотированных товаров по мере приближения цен к мировым снижается. Кроме того лицензированию подлежат экспорт и импорт специфических товаров: товаров и технологий военного и двойного назначения ядерных материалов драгоценных металлов и камней наркотических и психотронных средств ядов. | |||
34393. | Определение эффективности ВЭС | 29 KB | |
Эффективность экспорта продукции Ээ определяется соотношением валютной выручки Вэ к затратам на экспорт Зэ. Если Ээ 1 то экспорт продукции экономически выгоден Ээ = Вэ Зэ. Эффективность импорта продукции Эи определяется соотношением затрат на производство импортозамещающих товаров Зи к валютным расходам на приобретение импортных товаров Ви Эи = Зи Ви. На основе расчетов эффективности экспорта и импорта делается вывод о целесообразности поставок продукции в ту или иную страну и импорта товаров. | |||