49153

Микропроцессорная система, обеспечивающая выдачу кодов управления в буферное устройство

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

В данной курсовой работе разработана микропроцессорная система обеспечивающая выдачу кодов управления в буферное устройство. Система состоит из микропроцессора тактового генератора системного микроконтроллера ПЗУ параллельного интерфейса. Микропроцессорная система МПС - это вычислительная или управляющая система. Микропроцессорная система на базе комплекта КР 580.

Русский

2014-01-12

178 KB

3 чел.

[0.0.0.1] Теоретическая часть.

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 разработана микропроцессорная система, обеспечивающая выдачу кодов управления в буферное устройство. Система состоит из микропроцессора, тактового генератора, системного микроконтроллера, ПЗУ, параллельного интерфейса.

Целью курсовой работы стояли следующие задачи:

  1.  рассчитать и выбрать АЦП;
  2.  рассчитать и выбрать коммутаторы;
  3.  разработать структурную схему;
  4.  разработать алгоритм;
  5.  разработать программное обеспечение;
  6.  рассчитать объем требуемой памяти и частоты выборки отсчетов.

Теоретическая часть.

Микропроцессорная система (МПС) – это вычислительная или управляющая система.

Микропроцессор (МП) – это программно-управляющее средство, обрабатывающая и управляющая цифровой информацией, состоящий из одной или нескольких интегральных микросхемах. Процессоры бывают однокристальными и секционными. У однокристального процессора АЛУ и УУ расположены на одном кристалле. В секционных процессорах каждое из устройств реализовано на отдельных кристаллах. Микро-ЭВМ – цифровая ЭВМ, с интерфейсом ввода/вывода, состоящая из МП, памяти и при необходимости пульта управления и источников питания, объединенных в единой несущей конструкции. Структура МП, МПС, микро-ЭВМ показана на рис. 1.

Рис. 1

Один битом называется один разряд двоичного числа.

Слова процессора это разрядность числа, которое МП способен обработать за один шаг.

Микропроцессоры могут отличаться друг от друга принципиально, но все они имеют 4 основных блока (рис.2).

Упрощенная структурная схема МП   Рис. 2.

АЛУ – арифметико-логическое устройство. Выполняет арифметические и логические операции: «И», «ИЛИ», «исключающее ИЛИ», «НЕ», сдвига на 1 разряд.

Блок регистров – предназначен для хранения информации.

УУ – управляющее устройство. Выдает управляющие сигналы всем внутренним блокам, а также на внешние шины.

Блок интерфейса – предназначен  для коммутации МП с периферийными устройствами.

Шина Адреса – предназначена для передачи адресов от МП к блоку памяти и внешним устройствам.

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

ШинаУправления – предназначена для передачи управляющих сигналов между МП и периферийными устройствами.

Микропроцессорный комплект серии КР580 (см. рис.3) содержит набор БИС для построения микропроцессорных систем относительно невысокого быстродействия, работающих с тактовой  частотой до 2,5  МГц.

Микропроцессорная система на базе комплекта КР 580.   Рис.3.

В этом комплекте предусмотрена БИС центрального процессора - КР580ВМ80А, содержащая в одной  микросхеме операционное и управляющее устройство. Для упрощения составления программ для управления микросхемами МПС применяется фиксированный набор команд.

Микропроцессор КР580ВМ80А был выпущен в 1974 году. С тех пор появилось большое количество более мощных микропроцессоров, но долгое время микропроцессор КР580ВМ80А был самым распространенным и применяется до сих пор в тех случаях, когда его производительности достаточно и использование более мощных микропроцессоров неоправданно. Кроме того, структура этого микропроцессора, принципы его работы, система команд, в определенной степени являются универсальными и отражают общие принципы функционирования микропроцессоров. Микропроцессор КР580ВМ80А представляет собой однокристальный восьмиразрядный процессор с фиксированным набором команд. Он предназначен для построения микропроцессорных систем обработки цифровой информации и систем управления в различных областях техники, где не предъявляется высоких требований по быстродействию.

Работа МПС происходит в следующей последовательности: получение данных от внешних устройств, обработка данных и выдача результатов обработки на внешние устройства. Также данные с внешних устройств могут поступать и в процессе их обработки.

Микросхемы комплекта КР580 характеризуются следующими параметрами:

температурный диапазон: -10...+70 градусов по Цельсию;

потребляемая мощность: 0,7 Вт;

напряжение питания: КР580ВМ80А +5В, +12В, -5В, остальные БИС +5В;

допустимое отклонение напряжения: +5%, -5%;

нагрузочная способность каждого элемента БИС - один вход элемента ТТЛ;

время спада и нарастания входных напряжений на выводах БИС 30нс.

Основным элементом этого комплекта является БИС микропроцессора - КР580ВМ80А. Основные характеристики этого микропроцессора следующие:

  1.  Разрядность - 8 бит (1 Байт).
  2.  Максимальная тактовая частота f=2,5МГц, что соответствует быстродействию - 625000 опер./сек.
  3.  Объём адресуемой памяти V=65536 байт=64 килобайт. Разрядность шины адреса NШ.А.=16 бит=8 байт.
  4.  Технология изготовления nМОП. – БИС микропроцессора выпускается в прямоугольном корпусе с 40 выводами с двухсторонним расположением выводов (типа DIP). На кристалле расположено 5000 транзисторов.
  5.  Система команд - 78 базовых команд или 244 кода.
  6.  Число подключаемых УВВ - 256.
  7.  Потребляемая мощность Рпотр=750мВт.
  8.  Уровни сигналов входов и выходов микропроцессора (за исключением входов тактовой частоты) соответствуют стандартным ТТЛ уровням.
  9.  Выходы микропроцессора являются маломощными и могут быть нагружены только одним стандартным ТТЛ входом.

2. Практическая часть.

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

  1.   Расчет вероятностей сообщений и эффективного кодирования

По заданию количество кодовых комбинаций – 18.

Найдем вероятность появления каждого сообщения по формуле

, где σ = 7,5.

;

Получим

X

w(x)

p

1

0,088

0,116

2

0,088

0,114

3

0,084

0,108

4

0,076

0,099

5

0,066

0,088

6

0,054

0,076

7

0,042

0,065

8

0,031

0,055

9

0,022

0,047

10

0,015

0,041

11

0,010

0,036

12

0,006

0,032

13

0,003

0,029

14

0,002

0,028

15

0,001

0,027

16

0,0005

0,027

Производим эффективное кодирование сообщений согласно алгоритму Хаффмена и сопоставим каждому сообщению полученный код.  

X

Код

1

00000

2

0101

3

0011

4

1011

5

1100

6

1110

7

011

8

1111

9

1101

10

1001

11

1010

12

0010

13

0001

14

0100

15

10001

16

00001

17

100001

18

100000


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

63099. Пошук інформації в мережі Інтернет 1.32 MB
  Староста доповідає про наявність учнів на уроці. Мабуть вона вже відома вам з повсякденного життя але чи впевнені ви що вмієте повністю використовувати можливості пошуку інформації...