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

67 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:

  1.  Пояснительная записка.
  2.  Эскизы разработки по блокам.
  3.  Графическая часть.

Для разработки курсового проекта необходимо:

  1.  Выбрать объект управления и определить все места крепления датчиков их количество  и тип (цифровой или аналоговый).

ОУ

  1.  Расписать назначения датчиков и их функции.
  2.  Расписать все входные и выходные сигналы и определить их значение.

ОУ

МПУ

Микро-процессорное устройство

порт

порт

вывод

ввод

  1.  Расписать весь алгоритм работы устройства.
  2.  Определить состав микропроцессорного устройства и разработать общую схему МПУ.
  3.  Выяснить назначение ножек микросхем их функции и направление подключения.
  4.  Разработать эскизы микропроцессорного устройства по блокам.

   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.

  1. Объединение эскизов в единую схему.
  2. Составление пояснительной записки.

Пояснительная записка к Курсовому проекту должна содержать следующие пункты:

  1.  Введение.
  2.  Описание объекта управления.
  3.  Описание применяемых датчиков и их функции.
  4.  Таблица датчиков стационарного положения.
  5.  Таблица датчиков движения.
  6.  Обобщенная схема микропроцессорного устройства.
  7.  Описание выбранных для проекта микросхем.
  8.  Заключение.

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.

  1.  

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.

  1.  

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

D0D7

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 Q7Q0 и 6 ножек D0D7 , 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 D0D7 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  D0D7 на шину данных (ШД), вход А0 на шину адреса (ША), входы WR, RD на шину управления (ШУ), входы   IRQ0IRQ7 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
I
4

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 0–го разряда

2

DI3

Вход

Генерация переноса 3–го разряда

3

DI2

Вход

Генерация переноса 2–го разряда

4

DI1

Вход

Генерация переноса 1–го 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.

  1.  Микросхема КР 132 РУ6 (рис. 30)

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

17145. Процес створення структури БД в MS ACCESS. Конструювання таблиць бази даних у середовищі MS ACCESS, їх зв’язування та заповнення даними 1.85 MB
  ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1 Тема: Процес створення структури БД в MS ACCESS. Конструювання таблиць бази даних у середовищі MS ACCESS їх зв’язування та заповнення даними. Мета: Вивчити основні засоби роботи з базами даних в MS ACCESS. Набути практичних навичок створення таблиць бази дан...
17146. Конструювання форм і робота з ними 88.48 KB
  Лекція №19 Тема: Конструювання форм і робота з ними. План Елементи керування формою. Авто форми. Структура форми. Створення форм. З одного боку форми дозволяють користувачам вводити дані в таблиці бази даних без безпосереднього доступу до самих...
17148. Формування запитів у СУБД MS Access 40.2 KB
  Лекція №20 Тема: Формування запитів у СУБД MS Access. План Види запитів. Створення простих запитів за допомогою Майстра. Створення запитів за допомогою Конструктора. Запит на створення таблиці. Запит на модифікацію даних. Перехресний запит.
17150. Конструювання звітів у СУБД MS Access 57.51 KB
  Лекція №21 Тема: Конструювання звітів у СУБД MS Access. План Види звітів. Створення звіту за допомогою Конструктора. Розробка багатабличного звіту в режимі Мастер отчетов. Розробка багатабличного звіту в режимі Конструктор. Для формування вих
17151. Процесори презентацій. Види і типи презентацій. MS Power Point 31.92 KB
  Лекція №22 Тема: Процесори презентацій. Види і типи презентацій. MS Power Point. План Види і типи презентацій. Призначення PowerPoint. Призначення окремих режимів перегляду слайдів. Основні способи створення презентації. Демонстрація презентації. Вид
17152. Основні прийомі роботи в “Maple”. Убудовані і користувальницькі функції. Елементарні обчислення в Maple 50.25 KB
  Лекція №23 Тема: Основні прийомі роботи в €œMaple€. Убудовані і користувальницькі функції. Елементарні обчислення в Maple. План Мови системи Maple 7. Інтерфейс Maple 7. Палітри введення математичних символів. Функції і оператори. Команда спрощення виразу: simplify...