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

4148. Визначення основних параметрів однофазного випрямляча, що працює від мережі змінного струму із ступінчатою формою напруги 399 KB
  Розрахунково-графічна робота з курсу: Енергетична електроніка на тему Визначення основних параметрів однофазного випрямляча, що працює від мережі змінного струму із ступінчатою формою напруги...
4149. Розклад числа на прості множники 97.5 KB
  Розклад числа на прості множники Означення. Розкладом натурального числа nна прості множники (факторизацією числа) називається представлення його у вигляді взаємно прості числа, ki...
4150. Эффект Холла в германиевом полупроводнике n-типа 677.5 KB
  Эффект Холла в германиевом полупроводнике n-типа Цель роботы: Установить зависимость напряжения Холла при комнатной температуре и постоянном магнитном поле от управляющего тока и построить график. Измерить зависимость напряжения в образце при комнат...
4151. Метод балансовой увязки. Методы линейного и динамического программирования 113 KB
  Вопрос 1. Метод балансовой увязки и графический метод и их применение в экономическом анализе В экономическом анализе используются различные балансовые сопоставления и увязки. Например, сопоставляется товарный баланс для определения суммы реализации...
4152. Общественные блага и современная рыночная экономика 83 KB
  Введение Экономика как наука существует уже почти две с половиной тысячи лет, со времен проявления трудов великих греков – Ксенофонта и Аристотеля, посвященных проблемам хозяйства. Примерно в это время в ряде регионов мира уже сложились достато...
4153. Типы организации промышленного производства. Состав бизнес плана 94 KB
  Типы организации промышленного производства В зависимости от формы специализации производственные подразделения предприятия организуются по следующим типам производственной структуры: технологическому, предметному и смешанному предметно-технологиче...
4154. Производство комплектующих для вычислительной техники. Бизнес план 898.5 KB
  Введение Люди всегда хотят начать самостоятельное дело. Но, к сожалению, одного желания мало. Каждый предприниматель, начиная свою деятельность, должен ясно представлять потребность на перспективу в материальных, финансовых, трудовых и интеллектуаль...
4155. Эргономика как наука. Основные содержания курса эргономики 197 KB
  Введение Эргономика изучает особенности и возможности функционирования человека в системах, человек, вещь, среда. Эргономика - наука о системах. Она включает в себя такие понятия, как антропометрия, биомеханика, гигиена труда, физиология труда, техн...
4156. Бухгалтерское дело 582 KB
  В тексте курса последовательно раскрыты история бухгалтерского дела, порядок организации и ведения учета в зарубежных странах, концепция реформирования бухгалтерского учета в РФ, бухгалтерский учет на различных стадиях существования организации и др...