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

66892. Принципы и понятия планирования 73 KB
  Планирование представляет собой особую форму деятельности направленную на разработку и обоснование программы экономического развития предприятия и его структурных звеньев на определенный календарный период в соответствии с целью его функционирования и ресурсным обеспечением.
66894. АСЕПТИКА 240.5 KB
  Знать: нормативные документы методы дезинфекции предстерилизационной очистки и стерилизации различных видов хирургических инструментов операционного белья перевязочного материала обработки операционного поля рук хирурга перед операцией. Определение асептики и антисептики понятие о дезинфекции и стерилизации...
66895. Грамматическое значение и грамматическая форма 124.5 KB
  Большинство слов в языке соотносится не с отдельными предметами, а с целым классами предметов, что обязательно предполагает их обобщение и абстрагирование от их индивидуальных признаков. Например, слово дерево соотносится с весьма разнообразными представителями соответствующего класса: тополь, береза, сосна, баобаб и т.д.
66896. Лексическое значение слова и понятие 111.5 KB
  Слово не является знаком каждого отдельного предмета, явления, признака. Трудно представить, как происходило бы общение, если бы каждый отдельный предмет имел собственное название. Человеческое мышление выделяет из множества явлений окружающей действительности...
66897. ОСНОВЫ НЕЙРОННОЙ ТЕОРИИ 90.5 KB
  К одному их них относятся собственно нервные клетки или нейроны а к другому клетки нейроглии или просто глии. обнаружил что мышцы и нервные клетки животных производят электричество. У каждого нейрона есть тело другие названия этой части нейрона: сома перикарион где содержится ядро и цитоплазматические органеллы...
66899. Язык и мышление, Логическая и языковая картины мира 132.5 KB
  Невербальное мышление осуществляется посредством наглядно-чувственных образов, возникающих в результате восприятия впечатлений действительности, которые сохраняются памятью и затем воссоздаются воображением. Невербальное мышление характерно в той или иной степени для некоторых животных.
66900. ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА 51.5 KB
  К механическим свойствам относят прочность сопротивление металла сплава деформации и разрушению и пластичность способность металла к необратимой без разрушения деформации остающейся после удаления деформирующих сил. Кроме того напряжения возникают в процессе кристаллизации при неравномерной...