ID: 2242

Название работы: Микропроцессорные средства и системы автоматизации и управления

Категория: Курсовая

Предметная область: Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Описание: 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.

Язык: Русский

Дата добавления: 2013-01-06

Размер файла: 1.32 MB

Работу скачали: 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:

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	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 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».