49047

Устройство селекции по амплитуде с формированием стробирующего импульса внешнему устройству

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Данное устройство обеспечивает измерение амплитуды импульсов следующих с периодом 50 мкс осуществляет их селекцию по амплитуде и выдачу импульса уровня 0 длительностью 05 мкс если амплитуда в пределах допустимого диапазона. Описание принципа работы Микропроцессорный блок осуществляет опрос входа в моменты прихода импульсов ВИК с периодом 50 мкс. При попадании в порог ≤ 5В запускается таймер который формирует строб длительностью 05 мкс.5мкс.

Русский

2013-12-20

201.5 KB

8 чел.

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ им. А.Н.Туполева.

Кафедра РТС

Курсовая работа

на тему

Устройство селекции по амплитуде с формированием стробирующего импульса внешнему устройству

 

                                                                                     Выполнил студент гр.5313

                                                                                     Камалов А.Р.

                                                                   Проверил доц. каф. РТС

                                                                                        к.т.н. Можгинский В.Л.

Казань 2006

Содержание

                                                                                                             

Введение……………………………………………………………………..3

1.Теоретическая часть

Микропроцессор КР580ВМ80А…………………………………….4

Тактовый генератор КР580ГФ24…………………………………...6

Параллельный интерфейс КР580ВВ55……………………………..7

Дешифратор К133ИД3……..………………………………………..7

АЦП К1108ПП1……………………………………………………...7

   ПЗУ К565РТ1………………………………………………………..8

Таймер КР580ВИ53………………………………………………….8

2. Практическая часть

Разработка принципиальной  схемы…………………………….9

Описание принципа работы ………………………..…………...10

Алгоритм работы микропроцессора КР580ВМ80А……………11

Таблица программы………………………………………………12

Основные расчеты………………………………………………..13

3. Краткие выводы…………………………………………………………..14

4. Список литературы……………………………………………………….15

Введение.

В настоящее время микропроцессорные устройства стали основой всех устройств, занимающихся съемом, обработкой информации. Цифровые системы обладают огромными вычислительными возможностями, что позволяет решать многие задачи связанные с обработкой и хранением информации. Цифровая техника не имеет недостатков аналоговой техники, таких как неидеальность характеристик, старение, нестабильность параметров, большие габариты и вес.  Кроме того, цифровые приборы являются доступными, что делает их неотъемлемой частью любой современной аппаратуры, занимающейся обработкой информации.

В данной курсовой работе произведена разработка микропроцессорного селектора по амплитуде. Данное устройство обеспечивает измерение амплитуды импульсов следующих с периодом 50 мкс,  осуществляет их селекцию по амплитуде и выдачу импульса уровня «0» длительностью 0,5 мкс, если амплитуда в пределах допустимого диапазона.

1. Теоретическая часть

Микропроцессор КР580ВМ80А

Данный микропроцессор представляет собой однокристальный микропроцессор с тремя шинами: шестнадцатиразрядная шина адреса, двунаправленная восьмиразрядная шина данных, двенадцатиразрядная шина управления.

Рассмотрим структурную схему МП КР580ВМ80А, приведенную на рис.2.

Рис.1 Структурная схема МП КР580ВМ80А.

 W и Z - относятся к регистрам временного хранения и недоступны программисту. Регистр команд получает код операции, на который в предыдущем шаге указывает программный счетчик. Дешифратор команд расшифровывает код операции и передает в устройство управления и выдает ее на шину данных.

 ДК - блок десятичной коррекции. Устанавливается флаг АС с помощью команды DAA.

 БФА и БФД – составляют внутренний интерфейс микропроцессора.

    АЛУ – арифметико-логическое устройство; предназначено для выполнения арифметических и логических операций «И», «ИЛИ», «исключающее ИЛИ», «НЕ», сдвига на 1 разряд.

    УУ – устройство управления; выдает управляющие сигналы всем внутренним блокам, а также во внешние шины.

     ША – предназначена для передачи адресов от МП к блоку памяти и внешних устройств.

     ШД – предназначена  для обмена информации между МП и периферийными устройствами.

- шина адреса с тремя состояниями. Предназначена для обращения к любой из 216 ячеек памяти или портам ввода/вывода.

- шина данных с тремя состояниями. Предназначена для обмена данными между микропроцессором и периферийными устройствами.

Динамика работы МП КР580ВМ80А следующая. Выполнение каждой команды в микропроцессоре производится в определенной последовательности, определенным кодом команды и синхронизируется во времени сигналами Ф1, Ф2 тактового генератора. Период синхросигналов Т1 и Т2 – называется машинным тактом. Длительность машинного такта устанавливается произвольно в пределах . Машинным циклом (далее МЦ) - называют время, требуемое для извлечения одного байта информации из памяти или выполнения команды. Он может состоять от 3 до 5 машинных тактов. В МП КР580ВМ80А существует десять различных типов МЦ:

1. Извлечение кода команды (М1).

2. Чтение данных из памяти.

3. Запись данных в память.

4. Извлечение из стека.

5. Запись данных в стек.

6. Ввод данных из внешнего устройства.

7. Запись данных во внешнее устройство.

8. Цикл обслуживание прерывания.

9. Останов.

10. Обслуживание прерывания в режиме останов.

Первым МЦ при выполнении любой команды является М1. На первом такте каждого МЦ микропроцессор указывает тип выполняемого цикла с помощью восьмиразрядного слова состояния, выдаваемого на шину данных. Отдельные разряды слова состояния задействуются в микропроцессоре для формирования шины управления. Слово состояния выдается на шину данных в течении длительности сигнала «Синхр» (Т1 и Т2), а используется на протяжении всего МЦ, поэтому его необходимо записать в спец. регистр. Запись осуществляется с помощью сигнала «Синхр» и Ф1.

(Преснухин Л.Н. «Микропроцессоры». М.: Высш. шк., 1986. – 495 с.: ил)

Тактовый генератор КР580ГФ24.

Предназначен для совместной работы с МП КР580ВМ80А. Тактовый генератор формирует: высокоуровневые тактовые сигналы Ф1 и Ф2 с несовпадающими фазами; тактовый сигнал Ф2Т, синхронизированный с Ф2; сигнал STSTB «строб состояния», который поступая на системный контроллер, фиксирует состояние шины данных микропроцессора; сигнал «RESET» - «Установка».

Генератор опорной частоты при подключении к выводам XTAL1 и XTAL2 кварцевого резонатора обеспечивает высокую стабильность частоты, определяемую основной частотой возбуждения кварцевого резонатора. Тактовые импульсы Ф1 и Ф2 управляют МОП входами МП КР580ВМ80А. Тактовый импульс Ф2Т используется для управления ТТЛ – входами в режиме прямого доступа к памяти.

Отрицательный сигнал STSTB, длительность которого равна одному периоду частоты опорного генератора, формируется микросхемой КР580ГФ24 при поступлении на ее вход с МП КР580ВМ80А сигнала SYNC «Синхр», свидетельствующего о начале МЦ.

 

Параллельный интерфейс КР580ВВ55

 Параллельный интерфейс – это устройство сопряжения, обеспечивающее обмен данными между МПС и ВУ. Микросхема КР580ВВ55 представляет собой программируемое устройство, используемое для ввода/вывода 8-мибитных данных параллельным кодом по 3-м каналам А, B, C. Направление обмена и режим работы каждого канала задается программно. Каждый канал служит как для передачи данных, так и управляющих сигналов. Упрощенная схема состоит из регистра управления и трех регистров, предназначенных для ввода/вывода данных.

Системный микроконтроллер КР580ВК38

Микросхема КР580ВК38 выполняет функцию системного контроллера и шинного формирователя, осуществляет формирование управляющих сигналов обращения к ОЗУ или к устройствам ввода/вывода (УВВ) и обеспечивает прием и передачу 8-разрядной информации между шиной данных микропроцессора и системной шиной.

Дешифратор К133ИД3

Дешифратор, по-другому, селектор, предназначен для выбора того или иного устройства в соответствии с кодом на входе (иными словами дешифрации кода). Каждый код представляет число, которое определяет появление логической единицы только на одном выводе, номер которого равен этому числу.

АЦП  К572ПВ4

Предназначена для преобразования сигналов, поступающих по восьми параллельным каналам ( в нашем случае только один канал) в цифровой код с последующим хранением его во внутренним ОЗУ и считыванием во внешний микропроцессор в режиме прямого доступа к памяти. Может работать с микропроцессорами имеющими как раздельное, так и общие шины адреса и данных.

      

 ПЗУ К565РТ1

Емкость, бит- 1Кx4; время считывания -750нс; потребляемая мощность-13 мВт; напряжение питания; ±5, 12 В; технология-nМДП

(В.Н. Вениаминов, О.Н. Лебедев, А.И.Мирошниченко «Микросхемы и их    применение»: справочное пособие. Москва: «Радио  и связь» 1989. 142 с.)  

Таймер КР580ВИ53

Таймер используется для организации различных  временных интервалов. КР580ВИ53 представляет собой программируемый 3-хканальный таймер-счетчик, вырабатывающий временные интервалы, управляемые программно. Каждый канал программируется и работает независимо от другого.   

      (Щербакова Т.Ф., Козлов С.В.,. «Разработка и отладка программного обеспечения микропроцессорных систем обработки информации»: Учебное пособие. Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2003. 176 c.)

ТИ0 – тактовый вход канала таймера

Р0..Р2 – входы разрешения работы каналов.

Д0 – Д7 – двунаправленная магистраль данных, предназначенная для передачи данных и управляющих слов.

А0, А1 – входы для выбора регистра одного из каналов или регистра управления для принятия данных по ШД.

ВК- выбор кристалла

В таймере предусмотрено 6 режимов работы, которые задаются с помощью управляющего слова Формат, которого имеет вид:

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

Выбор канала
00 - канал 0
01 - канал 1
10 - канал 2

Число байтов для загрузки счетчика
00 - чтение на лету
01 - чтение/запись младшего байта
10 - чтение/запись старшего байта
11 - чтение/запись слова

Режим работы канала
000 - режим 0
001 - режим 1
010 - режим 2
011 - режим 3
100 - режим 4
101 - режим 5

1 = двоично-десятичный счет
0 = двоичный счет

2.Практическая часть

В данном разделе приведена собственно разработка самого устройства, которая включает в себя: разработку принципиальной схемы, алгоритма работы, программного обеспечения, расчет объема занимаемой памяти, время выполнения программы

Разработка принципиальной  схемы.

Описание принципа работы

Микропроцессорный блок осуществляет опрос входа в моменты прихода импульсов ВИК с периодом 50 мкс.

Со входа АЦП принимает аналоговый сигнал. Оцифрованное значение амплитуды импульса поступает в микропроцессор, где и производится его сравнение с порогом. При попадании в порог ≤ 5В запускается таймер, который формирует строб длительностью 0,5 мкс.

Перед началом работы таймера микропроцессор осуществляет ввод управляющих слов для каждого канала и ввод числа для счетчика канала. После введения числа в счетчик при наличии сигнала разрешения,  канал таймера начинает свою работу.  

Рассмотрим работу таймера. 0-ой канал таймера запрограммирован на работу в 5-м режиме(схемотехнический управляемый строб) и формирует строб через 0 сек по приходу сигнала разрешения с микропроцессора.

Исходя из особенностей работы таймера в 5-м режиме, каждый передний фронт импульсов на входе Р0 приводит к началу нового счета, по окончании которого вырабатывается строб. Число, записываемое в канал в этом режиме, задает время задержки от момента поступления импульса запуска до момента выдачи выходного импульса длительностью в один период тактовых импульсов. Интервал времени задержки равен числу, записываемому в канал, умноженному на период тактовых импульсов. Так как у нас частота ГТИ= 2МГц, то период импульсов будет 0.5мкс.   Если мы запишем в счетчик канала 0 число 0, то он будет формировать строб сразу по приходу импульса разрешения. Таким образом, на выходе канал 0 будут формироваться импульсы длительностью 0.5 мкс

Алгоритм работы микропроцессора КР580ВМ80А

Ниже представлена упрощенная блок-схема алгоритма.

Таблица программы.

Адрес

памяти

Команда

Число

тактов

Комментарий

0000h

MVI A

7

Управляющее слово для 0-го канала таймера (реж. 5.    00011010b)

0001h

h

0002h

OUT 

10

Запись упр. слова в рег-р управления таймера (0,1 биты адреса – выбор рег-ра таймера, 2 бит адреса – ВК.   00000011b   )

0003h

03h

0004h

MVI A

7

Число 0 для 0-го канала таймера

0005h

00h

0006h

OUT

10

Запись числа в 0-й канал таймера.  (00000000b)

0007h

00h

0008h

M0

IN

10

Прием отсчета X (5мкс)

0009h

04h

000Ah

CPI

5

Сравнение с числом 5  (2.5мкс)

000Bh

05h

000Ch

JP

10

Если больше 5, то переход к метке М2 для задержки   (5мкс)

000Dh

1Dh

000Eh

00h

000Fh

OUT

10

Запуск таймера   (5мкс)

0010h

05h

0011h

M1

MOV A,A

5

Задержка 2,5 мкс

0012h

OUT

10

Задержка 5 мкс

0013h

FFh

0014h

OUT

10

Задержка 5 мкс

0015h

FFh

0016h

OUT

10

Задержка 5 мкс

0017h

FFh

0018h

OUT

10

Задержка 5 мкс

0019h

FFh

001Ah

OUT

10

Задержка 5 мкс

001Bh

FFh

001Ch

JMP

10

Задержка 5 мкс и безусловный переход к метке М0

001Dh

08h

001Eh

00h

001Fh

M2

JMP

10

Задержка 5 мкс и безусловный переход к метке М1

0020h

11h

0021h

00h

 Основные расчеты

Из таблицы видно, что программа занимает 21h ячеек памяти в 16-теричной системе, что составляет 34 ячейки в 10-теричной системе счисления. Т.к. 1 ячейка памяти имеет объем 1 байт, то программа занимает 34 байта.

Найдем количество тактов, за которое выполняется программа. Для этого сложим тактовое выполнение каждой из команд с учетом числа их повторений:

ТТ =5*2+7*2+10*12 =144

Примем, что длительность одного такта равна 0.5 мкс, тогда можем вычислить время полного выполнения программы:

Т = ТТ * 0.5 = 144* 0.5 = 77 мкс.

3. Краткие выводы

Результатом данной курсовой работы является разработка устройства селекции импульсов ВИК по амплитуде. В процессе работы была разработана структурная схема устройства, алгоритм работы микропроцессора, программа, выполняющая данный алгоритм.

Программа занимает в памяти место равное 34 Байта. Время выполнения программы 77 мкс

4. Список литературы.

1. Щербакова Т.Ф., Козлов С.В., Култынов Ю.И., Седов С.С., Коробков А.А. «Разработка и отладка программного обеспечения микропроцессорных систем обработки информации»: Учебное пособие. Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2003. 176 c.

2. Преснухин Л.Н. «Микропроцессоры». М.: Высш. шк., 1986. – 495 с.: ил.

     3.В.Н. Вениаминов, О.Н. Лебедев, А.И.Мирошниченко «Микросхемы и их    применение»: справочное пособие. Москва: «Радио  и связь» 1989. 240 с.  

апись начального значения в счетчик 0-го канала таймера

D7  D6  D5  D4  D3  D2  D1  D0

начало

задержка

да

нет

X > 5?

Выдача сигнала запуска таймера

Прием значения сигнала X с АЦП

запись управляющего слова в регистр управления таймера


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

40650. Взаимодействие малых и крупных компаний 56 KB
  Ford Motor США Mitsui Япония Mitsubishi Япония Itochu Япония Функции крупного бизнеса. Именно благодаря большим предприятиям идет развитие бизнеса в основе которого лежат механизмы снижения издержек производства. С наибольшей наглядностью эти свойства крупного бизнеса проявились в деятельности современных транснациональных корпораций ТНК. Эти особенности крупных фирм создают возможности для устойчивого развития бизнеса в средних и мелких размерах.
40651. Развитие предпринимательства на основе лизинга 35 KB
  Развитие предпринимательства на основе лизинга. ЛИЗИНГ англ. Лизинг осуществляется на основе долгосрочного договора между лизинговой компанией лизингодателем приобретающей оборудование за свой счет и сдающей его в аренду на несколько лет и фирмойарендатором лизингополучателем которая постепенно вносит арендную плату за использование лизингового имущества. После истечения срока действия договора арендатор либо возвращает имущество лизинговой компании либо продлевает срок действия договора заключает новый договор либо выкупает...
40652. Развитие предпринимательства на основе франчайзинга 25 KB
  Развитие предпринимательства на основе франчайзинга. Наряду с преимуществами которые получают оба субъекта франчайзинга данная форма ведения бизнеса имеет и недостатки которые возникают в процессе взаимодействия сторон. Что даст российскому рынку внедрение франчайзинга Элементы присущие франчайзингу позволят: повысить общую культуру предпринимательских отношений; усилить правовую защищенность малого предпринимательства; создать новые рабочие места; инициировать разработку новых идей методов и технологий в малом бизнесе; повысить...
40653. Хозяйственный риск и развитие предпринимательства 36 KB
  Предприниматель в условиях хозяйственного риска должен уметь выбирать из набора альтернативных вариантов оценивая их с позиций приемлемого оправданного уровня риска. Количественная оценка уровня хозяйственного риска обязательный элемент техникоэкономического обоснования любого проекта идеи. Дополненная качественными оценками количественная величина хозяйственного риска позволяет дать интегральную оценку последствий реализации конкретного предпринимательского решения. Хозяйственный риск как экономическая категория существующая объективно...
40654. Эффективные предпринимательские стратегии 32.5 KB
  Стратегия система управленческих решений направленных на реализацию миссии организации и ее преобразование в новое состояние. Стратегия включает в себя несколько элементов: вопервых систему целей в которую входят миссия генеральная цель общеорганизационные и специфические цели; вовторых приоритеты ведущие принципы распределения ресурсов и осуществления действий; втретьих правила регламентирующие процесс реализации стратегии например формирования организационной структуры осуществления внутреннего взаимодействия выполнения...
40655. Виды бизнеса и критерии их выделения 112 KB
  Виды бизнеса и критерии их выделения Несмотря на некоторые общие признаки на практике реальная деятельность предпринимателей сильно различается. Это связано с тем что в отдельных видах бизнеса возникают различные конкурентные преимущества и риски реализация первых и преодоление вторых заставляет предпринимателей видоизменять механизмы функционирования своего дела. Существуют особенности и в механизмах правового регулирования и правового обеспечения предпринимательской деятельности в разных видах бизнеса.
40656. Экономическая система общества. Типы экономических систем 40 KB
  В практике хозяйствования существуют различные типы экономических систем которые различаются между собой по форме собственности организации труда и использованию рабочей силы. Среди множества экономических систем чаще всего встречаются: Традиционная примитивные орудия труда форма собственности общинная переходящая затем в рабовладельческую и феодальную натуральное производство организация труда индивидуальная или простая кооперация существуют свободные ремесленники кустари и несвободные рабы крепостные работники....