49399

Устройство сбора телеметрической информации с оценкой измеряемой величины с порогом

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

МикроЭВМ цифровая ЭВМ с интерфейсом ввода вывода состоящая из МП памяти и при необходимости пульта управления и источников питания объединенных в единой несущей конструкции. ША – предназначена для передачи адресов от МП к блоку памяти и внешних устройств. Программа обработки с распределением команд по ячейкам памяти. Адрес памяти Метка Команда мнемоника код Число тактов Время выпол Комментарий 8000h LXI D 8037h 10 10 Запись адреса ячейки памяти предназначенную для данных с датчиков в регистр D 80030h M0 MVI B Fh 06 7 35 Записываем...

Русский

2013-12-26

239.5 KB

4 чел.

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. А.Н. Туполева

Кафедра радиоэлектроники и телекоммуникационных систем

Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине:

“Вычислительная техника и информационная технология”

на тему:

“Устройство сбора телеметрической информации с оценкой измеряемой величины с порогом”.

                                                                             Выполнил студент гр. 5314

                                                                             Еникеева В.М.

                                                                             Проверил ассистент каф.РТС

                                                                              Полещук В.В.               

КАЗАНЬ  2005 г.

Содержание:                   

     

1. ВВЕДЕНИЕ            2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ                                                                                                           

3. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ                    

3. 1. Расчет основных параметров схемы.                                                                           

3. 2. Разработка структурной схемы системы.                

3. 3. Разработка алгоритма работы программы.                         3. 4. Разработка программы.                       

3. 5. Принцип работы по структурной схеме.                                                               

3. 6.Расчет времени выполнения программ и емкости записи в память.                  

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.                                                                                                 

5. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.                                                                

1. ВВЕДЕНИЕ.

Данная курсовая работа направлена на разработку «Устройства сбора телеметрической информации». Устройство сбора информации предназначено для опроса датчиков с проверкой попадания, снятых с них значений, в допустимую область и записи в буфер при необходимости.

Конструктивная реализация устройства включает в себя ряд коммутаторов с подключенными к ним дешифраторами, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) и микропроцессорный блок, включающий в себя сам микропроцессор, тактовый генератор и память (ПЗУ и ОЗУ).

2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

Микропроцессорная система (МПС) – это вычислительная или управляющая система, построенная на основе микропроцессорных средств, применяется автономно или встраивается в управляемый объект.

Микропроцессор (МП) – это программно-управляющее средство, осуществляющее процесс обработки цифровой информации и управления им, построенный на одной или нескольких интегральных микросхемах. Процессоры бывают однокристальными и секционными. У однокристального процессора АЛУ и УУ реализованы на одном кристалле. В секционных процессорах они реализованы на разных 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.2.1.

Рис. 2.1. Структурная схема МП, МПС, микро-ЭВМ

Один разряд двоичного числа называется битом. Слова процессора – разрядность числа, обрабатываемого МП за один шаг.

Конкретные МП могут существенно отличаться друг от друга, но все они имеют 4 основных блока (рис.2.2).

Рис. 2.2. Упрощенная структурная схема МП.

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

Блок регистров – предназначен для хранения информации.

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

Блок интерфейса – предназначен  для сопряжения МП с периферийными устройствами.

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

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

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

В данной курсовой работе используется микропроцессорный комплект серии 580 с однокристальным микропроцессором КР580ВМ80А. Микропроцессор КР580ВМ80А представляет собой микропроцессор с тремя шинами: однонаправленной 16-ти разрядной шиной адреса, двунаправленной 8-и разрядной шиной данных и 12-ти  разрядной шиной управления. Микро-ЭВМ построенная на базе этого МП имеет типичную структуру для систем, построенных на однокристальных процессорах. Общий вид системы на базе микропроцессора КР580ВМ80А показан на рис. 2.3. В ней выделяют три основных компонента – центральный процессор, функции которого выполняет микропроцессор, память и средства ввода-вывода.

Рис. 2.3. Микропроцессорная система на базе КР580ВМ80А

3.Расчетная часть.

3.1.Расчет основных параметров системы:

Основными параметрами, характеризующими быстродействие системы, являются частота дискретизации и количество каналов N, произведение которых задает групповую частоту тракта ввода данных.

В свою очередь, исходя из теоремы Котельникова.

>2

Таким образом, для практических приложений

За это время МПС должна успеть установить адрес источника на коммутаторе, запустить АЦП , дождавшись выполнения преобразования, считать данные с АЦП, произвести сравнение с порогом и далее осуществить запись в память или произвести ограничение (т.е. присвоить граничное значение, если значения за пределами порога) и записать в память.

3.2.Разработка структурной схемы:

Блок схема системы состоит из 2 восьми разрядных портов ввода, вывода микропроцессор типа580вв55а, аналого-цифрового преобразователя, коммутатора и усилителя. Структурная схема будет иметь следующий вид: 

Рис. 2.Структурная схема устройства сбора телеметрической информации

Произведем выбор устройств. Система реализуется на основе микропроцессорного комплекта КР580, поэтому все устройства из блока МПС, будут из этой серии.

При данном блок схеме время преобразования АЦП от выставления адреса. До конца преобразования не более 10 тактов ЦП или 3.3 мкс, в это время входит быстродействие коммутатора. Выбираем коммутатор К591КН3 быстродействие 0.3 мкс.  АЦП К1107ПВ4А быстродействие 0.1 мкс.   

Блок усилителя производит нормировку сигнала с 8В до 10В (до максимального напряжения на входе АЦП). Таким образом, число FFh соответствует напряжению 8В на входе коммутатора, 00h – 0В. Тогда напряжению 0,5В будет соответствовать число 10h, а 4В – A0h. В блоке усилителя находится устройство выборки хранения (УВХ), предназначенное для хранения значения напряжения снятого отчета на время преобразования АЦП.

Алгоритм работы программы

3. 4. Программа обработки с распределением команд по ячейкам памяти.

Адрес

памяти

Метка

Команда

(мнемоника)

код

Число

тактов

Время выпол

Комментарий

8000h

LXI D

8037h

10

10

Запись адреса ячейки памяти, предназначенную для данных с датчиков, в регистр D

80030h

M0

MVI B

FAh

06

7

3,5

Записываем в рег-р В кол-во опрашиваемых датчиков (номер первого опрашиваемого 400)

8005h

M1

MOV A,B

78

5

2,5

Записываем номер опрашиваемого датчика в аккумулятор (X -> A)

8006h

OUT

00h

D3

10

5

Коммутируем на вход АЦП X-ый датчик

8007h

IN

01h

DB

10

5

Принимаем данные с АЦП (UXi -> A)

8008h

CPI

10h

FE

7

3,5

Сравниваем отсчет с нижним пороговым напряжением 0,5В (10h)

800Ah

JP1

M3

F2

10

5

Если меньше  порога, то перейти к метке М3 (задержка), если больше, то идти дальше.

800Dh

CPI

A0h

FE

7

3,5

Сравниваем отсчет с верхним пороговым напряжением 4В (A0h)

800Fh

JM

M4

F4

10

5

Если больше порога, то перейти к метке М4 (задержка), если меньше, то идти дальше.

8013h

M2

STAX D

10

5

Отправляем данные из аккумулятора в ячейку с памятью, адрес которой указан в регистре D

8014h

INХ D

5

2,5

Увеличение адреса ячейки памяти

8015h

DCR B

5

2,5

Уменьшаем номер опрашиваемого датчика

8016h

JNZ

02h

С2

10

5

Если номер датчика равен 0, то идем далее, если нет, то переходим к метке M1 (0005h)

8019h

JMP

M0

C3

10

5

Переходим к метке M0 (0000h)

802Ch

M3

MVI A

10h

3E

7

3,5

Записываем в регистр A число 10h, соответствующее 0,5В

802Eh

JMP

M2

C3

10

5

Возвращение в основную программу (метка М2)

8032h

M4

MVI A

A0h

3E

7

3,5

Записываем в регистр A число A0h, соответствующее 5В

8034h-

8036h

JMP

M2

C3

10

5

Возвращение в основную программу (Метка М2)

3. 5. Расчет емкости требуемой памяти.

Количество ячеек для записи программы:

8036H-8000H =3616 = 5410 

Т.к. одна ячейка памяти имеет емкость 1 байт, то объем требуемой памяти:
V
K = 54 байт

3. 6. Расчет времени выполнения программы.

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

ТТ =10+ 7 + ( 5 + 10+10 + 7 + 10 + 7 +10 +10+ 5 + 5+10+7+10+7+10400 +10 =49227мкс

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

Т = ТТ · 0.5 = 49227 · 0.5 = 24613,5мкс.

Вычислим частоту F, равную 1/Т

F = 40,6Гц

Мы получили возможную частоту обработки всей информации равную 40,6 Гц.

4. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И КРАТКИЕ ВЫВОДЫ.

   В данной курсовой работе произведена разработка устройство сбора телеметрической информации. Мы получили структурную схему устройства, алгоритм работы и таблицу размещения команд программы по ячейкам памяти микропроцессора.

   Аппаратная часть устройства представляет собой микропроцессорный блок, усилитель, 25 коммутаторов, АЦП .

Для данной схемы мы составили наиболее оптимальную программу обработки входных сигналов, которая опрашивает датчики с частотой 40,6 Гц при длительности такта 0.5 мкс.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

4319. Структура сайта предприятия 183.5 KB
  Структура сайта предприятия Что такое сайт Сайт — это именованный набор информационных и программных блоков, организованных и размещенных в интернете с заранее определенной целью и предназначенных для активного восприятия целевой аудитор...
4320. Маркетинговый план развития сайта турфирмы 74.5 KB
  Маркетинговый план развития сайта турфирмы Стратегический план фирмы определяет, какими именно производствами она будет заниматься, и излагает задачи этих производств. Теперь для каждого из них предстоит разработать собственные детализированные план...
4321. Создание бизнес-сайта компании 389.5 KB
  Создание бизнес-сайта компании Цель — ответить на множество вопросов, которые чаще всего интересуют руководителей компаний, когда они встают перед необходимостью создания коммерческого веб-сайта фирмы. В частности, рассматриваются вопросы поста...
4322. Интернет как инструмент PR-деятельности: социологический анализ (оценка эффективности сайтов вузов г. Твери как средства связей с общественностью) 16.02 KB
  Интернет как инструмент PR-деятельности: социологический анализ (оценка эффективности сайтов вузов г. Твери как средства связей с общественностью) Существенной особенностью современных процессов глобализации является рост масштабов применения новых ...
4323. Стратегия выбора системы управления сайтом: сравнение систем по формальным параметрам 33.5 KB
  Стратегия выбора системы управления сайтом: сравнение систем по формальным параметрам Введение В статье речь пойдет о выборе системы управления для коммерческого Web-сайта. В настоящее время утверждение о необходимости разработки Web-сайта компании,...
4324. Разработка текстовой версии персонального сайта студента 420.5 KB
  Учебная цель: Провести сбор вспомогательной информации. Получить практические навыки работы в виртуальной среде. Оценить свои возможности по созданию html-страничек. Изучить основы работы с тегами. Программное обеспечение для выполнения лабора...
4325. Модификация сайта студента с использованием графики 99 KB
  Цель работы: Получить практические навыки работы в виртуальной среде. Создать каркас сайта пользователя с использованием изображений. Изучить основы организации форм в HTML. Программное обеспечение Дя выполнения лабораторной работы необходимо следую...
4326. Модификация персонального сайта студента с использованием CSS 96.5 KB
  Цель работы: изучение и применение каскадных таблиц стилей (CSS) при оформлении (разметке) Web-страниц, формирование умений разметки страниц с помощью блоков (DIV) и CSS Порядок выполнения работы: Ознакомиться с заданием на выполнение лабораторной р...
4327. Язык Javascript и его модификации 147.97 KB
  Язык Javascript и его модификации. HTML+JavaScript Начиная изучать web-технологии, Вы узнали, что все web-документы создаются с помощью языка HTML, который не является языком программирования, а лишь языком разметки гипертекстовых документов. Тепер...