Shamrov_M_I_Telnov_G_G_Organizatsia_ustroystv_na_baze_protsessorov_maloy_razryadnosti

– 120 –

– 121 –

выше примере на двух крайних правых индикаторах появится 2,5. Далее аналогичным образом можно ввести новое значение напряжения, которое заменит предыдущее.

Ввод информации от двух АЦП К1113ПВ1А (на схеме – АЦП1 и АЦП2) осуществляется через БИС программируемого параллельного интерфейса К580ВВ55А (на схеме обозначена как ППИ1). У каждого из двух АЦП задействованы только 8 из 10 цифровых разрядов (два младших не используются). Выходы АЦП1 подключены к каналу А ППИ1 (адрес 80Н). Выходы АЦП2 подключены к каналу В ППИ1 (адрес 81Н).

Сброс и запуск аналого-цифрового преобразования производится подачей вначале единичного, а затем нулевого уровня на объединенные входы R двух АЦП. Объединенный сигнал сбросазапуска формируется на выводе С0 (младший разряд канала С) ППИ1. Таким образом, сброс-запуск аналого-цифрового преобразования производится и в АЦП1, и в АЦП2 одновременно. Сброс-запуск аналого-цифрового преобразования производится также по сигналу RESET из УМК. Объединенный сигнал сбросазапуска R выдается на контактную площадку для удобства подключения осциллографа.

Выводы готовности RA от двух АЦП объединены через дизъюнктор и образуют единый сигнал готовности, который поступает на выводы С7–С4 (старшие четыре разряда канала С) ППИ1. Таким образом, при готовности данных для считывания и в АЦП1, и в АЦП2, на выводы С7–С4 ППИ1 подаются нули, если же хотя бы в одном из двух АЦП данные не готовы – на выводы С7–С4

ППИ1 подаются единицы. Объединенный сигнал готовности RA

8.4. Изучение цифро-аналогового преобразователя К572ПА1А

ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ

1.Используя настоящее учебное пособие изучить параметры

испособы использования ЦАП К572ПА1А, а также особенности его подключения на плате АЦА.

2.По варианту задания 1 из табл. 17 написать и закодировать программу, осуществляющую формирование периодического сигнала, один период которого представлен на рис. 42. Сигнал должен формироваться на выходе ЦАП2. Программа должна настроить ППИ2 на выдачу информации в ЦАП2, а затем осуществлять циклическую выдачу в ЦАП2 попеременно двух кодов для формирования напряжений U1 и U2. Длительность

– 125 –

выдачи каждого из двух уровней должна составлять не менее 10 мкс. Требуемые задержки реализовать программным способом, считая, что длительность такта УМК равна 600 нс.

3. По варианту задания 2 из табл. 18 написать и закодировать программу, осуществляющую формирование периодического сигнала, один период которого (Т) представлен на рис. 43. Сигнал сформировать на выходе ЦАП2. Программа должна настроить ППИ2 на выдачу информации в ЦАП2, затем осуществлять циклическую выдачу в ЦАП2 кодов для формирования периодического сигнала.

Линейно возрастающие и линейно убывающие участки сигнала формировать с помощью монотонного увеличения или уменьшения текущего значения кода. Участки с постоянным уровнем сигнала формировать с помощью программной задержки. Считать, что длительность такта УМК равна 600 нс.

Данная программа будет использована также в одной из следующих работ (см. разд. 8.6).

РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ

1.Ввести в УМК и запустить на исполнение программу, подготовленную по варианту задания 1. Снять микровременные диаграммы процессов переключения U1 → U2 и U2 → U1. Время срабатывания ЦАП2 определять относительно изменения старшего разряда цифрового кода, выведенного на контактную площадку СИНХР. Для синхронизации осциллографа также использовать сигнал СИНХР.

2.Ввести в УМК и запустить на исполнение программу, подготовленную по варианту задания 2. Снять временную диаграмму сигнала и измерить его параметры. При их расхождении

сзаданными – скорректировать программу и повторить измерение.

–129 –

8.5.Изучение аналого-цифрового преобразователя

К1113ПВ1А

ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ

1.Используя настоящее учебное пособие изучить параметры

испособы использования АЦП К1113ПВ1А, а также особенности его подключения на плате АЦА.

2.Написать и закодировать программу, осуществляющую настройку ППИ1, ППИ2 и выдачу с выхода ЦАП1 напряжения, рассчитываемого как

U = 4N / 10,

где N – номер варианта, U – выходное напряжение ЦАП1 (в вольтах). Затем программа должна в цикле осуществлять сброс – запуск АЦП, ожидание готовности АЦП, считывание кода из АЦП1

изапись его в память по адресу 0900Н.

3.Написать и закодировать программу, осуществляющую «фотографирование» переходного процесса (дребезга) на выходе переключателя и его отображение на экране осциллографа. Рекомендуемая блок-схема программы приведена на рис. 44.

Программа должна в начале настроить ППИ1 и ППИ2, сформировать на выходе ЦАП1 напряжение +4 В и записать код FFН по адресу 0900Н. Циклическая выдача этого кода на ЦАП2 даст возможность использовать сигнал СИНХР для синхронизации осциллографа.

Далее выполняется цикл ввода значений из АЦП1 и записи их в память по последовательным адресам до тех пор, пока не будет заполнена область памяти 0901Н–09FFН. Текущий адрес для обращения к памяти удобно хранить в регистровой паре НL, а для перехода к следующему адресу увеличивать содержимое только

– 130 –

младшего регистра L. Это позволит использовать регистр L и как счетчик адреса, и как счетчик числа повторений цикла. Достижение конца области памяти может быть определено с помощью проверки на нуль содержимого регистра L по признаку, вырабатываемому командой INR L. Использование регистра L и в качестве счетчика адреса, и в качестве счетчика числа повторений цикла уменьшает длительность исполнения тела цикла, что дает возможность чаще опрашивать АЦП и получать более качественную «фотографию».

По окончании цикла ввода значений из АЦП необходимо зафиксировать последнее введенное значение, например, записать его в регистр В. Это же значение хранится в памяти по адресу 09FFН, но для ускорения исполнения цикла, рассматриваемого далее, это значение удобнее хранить в регистре.

Далее выполняется цикл вывода в ЦАП2 введенных ранее значений до тех пор, пока напряжение на входе АЦП1 не изменится на достаточную величину. Внутри цикла удобнее сначала выполнить сброс-запуск АЦП, затем (пока идет преобразование в АЦП) вывести очередное значение из памяти в ЦАП2, а только после этого выполнять опрос сигнала готовности АЦП. Здесь, как и в первом цикле, целесообразно хранить текущий адрес области памяти в регистровой паре HL, а для перехода к следующему адресу увеличивать содержимое регистра L, что дает возможность при достижении последнего адреса области памяти 09FFН автоматически переходить на начальный адрес 0900Н и, таким образом, осуществлять бесконечный цикл выдачи. Если считанное из АЦП1 значение отличается от зафиксированного в регистре (и совпадающего с записанным в памяти по адресу 09FFН) не более, чем на 2, то необходимо продолжить исполнение цикла. Если же считанное значение отличается от зафиксированного более чем на 2, то

– 131 –

необходимо выйти из цикла и выполнить новое «фотографирование» переходного процесса. В этом случае зафиксированное значение записывается в память по адресу 0901Н, последнее введенное значение (отличающееся от зафиксированного более, чем на 2) записывается по адресу 0902Н, а далее осуществляется переход к началу цикла опроса АЦП1, в котором вводимые значения записываются в память по адресам 0903Н–09FFН. Необходимость запуска нового процесса «фотографирования» только в том случае, если разница между зафиксированным и введенным значением превышает 2, обусловлена небольшим «дрожанием» выходного кода АЦП.

Моменты времени в процессе переключения, когда аналоговый вход АЦП ни к чему не подключен, рассматриваются как подача на него нулевого напряжения.

Длительный переходный процесс при переключении возникает в основном при размыкании контактов, при замыкании переходный процесс практически отсутствует.

Примерный вид временной диаграммы переходного процесса 0 В → +4 В представлен на рис. 45. Перед началом переходного процесса в зависимости от настройки синхронизации осциллографа иногда можно увидеть импульс амплитудой 10 В, который вставлен в «фотографию» переходного процесса только для удобства синхронизации осциллографа и не является частью самого переходного процесса (на рис. 45 показан штриховой линией). При размыкании контактов входа АЦП и источника 0 В переходный процесс отсутствует, поскольку оставление входа АЦП неподключенным и подача на него нуля эквивалентны. При замыкании контактов входа АЦП и источника +4 В переходный процесс очень мал, как обычно при замыкании.

– 132 –

Примерный вид временной диаграммы переходного процесса +4 В → 0 В представлен на рис. 46. Здесь также можно увидеть импульс синхронизации амплитудой 10 В. При размыкании контактов входа АЦП и источника +4 В возникает переходный процесс, который может длиться относительно долго. При замыкании контактов входа АЦП и источника 0 В переходный процесс практически отсутствует.

РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ 1. С помощью переключателя соединить вход АЦП1 с

выходом ЦАП1. Ввести в УМК и запустить на исполнение программу, осуществляющую вывод и ввод напряжения U. Снять

временные диаграммы сигналов R, RA . Измерить время срабатывания АЦП. Прервать исполнение программы нажатием клавиши ПР. Прочитать содержимое ячейки памяти по адресу 0900Н. Определить абсолютную погрешность преобразования для пары ЦАП1–АЦП1.

2. Ввести в УМК и запустить на исполнение программу «фотографирования» переходного процесса. Снять на выходе ЦАП2 временные диаграммы переходных процессов 0 В → +4 В и +4 В → 0 В. Для синхронизации осциллографа использовать выход СИНХР. Развертка осциллографа для наблюдения переходного процесса должна быть установлена на значение около 100 мкс/деление.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

−тексты и коды программ;

−временные диаграммы сигналов и абсолютная погрешность преобразования для первой части работы;

−временные диаграммы переходных процессов.

– 134 –

Рис. 45. Примерный вид временной диаграммы переходного процесса 0 В → +4 В

Рис. 46. Примерный вид временной диаграммы переходного процесса +4 В → 0 В

–135 –

8.6.Совместное использование ЦАП и АЦП

ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ

1.Написать и закодировать программу, осуществляющую ввод значений из АЦП2 и выдачу этих значений в ЦАП2. Программа должна в начале настроить ППИ1 и ППИ2, а затем осуществлять в цикле сброс-запуск АЦП, ожидание готовности АЦП, ввод кода из АЦП2 и выдачу введенного кода в ЦАП2.

Эксперимент выполняется с использованием двух УМК (объединяются две бригады). Первая УМК, с помощью программы, подготовленной ранее, осуществляет циклическую выдачу сигнала (см. табл. 18, рис. 43) на выход ЦАП2. Вторая УМК осуществляет непрерывный опрос сигнала на входе АЦП2, соединенного с выходом ЦАП2 первой УМК, и выдачу принятых значений сигнала через ЦАП2.

РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ

1.Соединить выход ЦАП2 одной УМК с входом АЦП2 второй УМК. Соединить выводы «земля» двух УМК.

2.Ввести в первую УМК и запустить на исполнение программу генерации сигнала.

3.Ввести во вторую УМК и запустить на исполнение программу двойного (аналог-цифра-аналог) преобразования.

4.Снять осциллограммы сигналов с выходов ЦАП2 обоих

УМК.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

−текст и коды программы;

−осциллограммы сигналов.

– 136 –

ЛИТЕРАТУРА

1.Пухальский Г.И. Проектирование микропроцессорных систем. – СПб.: Политехника, 2001. – 544 с.

2.Каган Б.М., Сташин В.В. Основы проектирования микропроцессорных устройств автоматики. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 304 с.

3.Щелкунов Н.Н., Дианов А.П. Микропроцессорные средства и системы. – М.: Радио и связь, 1989. – 288 с.

4.Микро-ЭВМ / Под ред. А.Дирксена; Пер. с англ. – М.: Энергоиздат, 1982. – 328 с.

5.Микропроцессоры. В 3-х кн. Кн. 1. Архитектура и проектирование микро-ЭВМ. Организация вычислительных процессов / П.В.Нестеров, В.Ф.Шаньгин, В.Л.Горбунов и др.; Под ред. Л.Н.Преснухина. – М.: Высшая школа, 1986. – 495 с.

6.Горбунов В.Л., Панфилов Д.И., Преснухин Д.Л. Справочное пособие по микропроцессорам и микро-ЭВМ / Под ред. Л.Н.Преснухина. – М.: Высшая школа, 1988. – 272 с.

7.Калабеков Б.А. Микропроцессоры и их применение в системах передачи и обработки сигналов. – М.: Радио и связь, 1988.

–368 с.

8.Гибсон Г., Лю Ю-Ч. Аппаратные и программные средства микро-ЭВМ / Пер. с англ. – М.: Финансы и статистика, 1983. – 256 с.

9.Григорьев В.Л. Программное обеспечение микропроцессорных систем. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 208 с.

10.Хвощ С.Т., Варлинский Н.Н., Попов Е.А. Микропроцессоры и микроЭВМ в системах автоматического управления: Справочник / Под общ. ред. С.Т.Хвоща. – Л.: Машиностроение.

Ленингр. отд., 1987. – 640 с.

–137 –

11.Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем: Справочник: В 2-х тт. / Н.Н.Аверьянов, А.И.Березенко, Ю.И.Борщенко и др.; Под ред. В.А.Шахнова. – М.:

Радио и связь, 1988. – Т. 1. – 368 с.

12.Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник / С.В.Якубовский, Л.И.Ниссельсон, В.И.Кулешова и др.; Под ред. С.В.Якубовского. – М.: Радио и связь, 1989. – 496 с.

13.Микропроцессоры: Справочное пособие для разработчиков судовой РЭА / Г.Г.Гришин, А.А.Мошков, О.В.Ольшанский, Ю.А.Овечкин; Под ред. Ю.А.Овечкина. – 2-е изд., стереотип. – Л.: Судостроение, 1988. – 520 с.

14.Микропроцессор К580: архитектура и принципы работы: Методические указания / Сост. В.В.Сташин, А.В.Урусов. – М.:

МИИТ, 1986. – 40 с.

15.Система команд микропроцессора К580ИК80: Методические указания / Сост. В.В.Сташин, О.Ф.Мологонцева. – М.: МИИТ, 1986. – 44 с.

16.Программная реализация типовых функций управления в микропроцессоре К580: Методические указания / Сост. В.В.Сташин, О.Ф.Мологонцева. – М.: МИИТ, 1987. – 36 с.

17.Федорков Б.Г., Телец В.А. Микросхемы ЦАП и АЦП: функционирование, параметры, применение. – М.: Энергоатомиз-

дат, 1990. – 320 с.

18.Федорков Б.Г., Телец В.А., Дегтяренко В.П. Микроэлектронные цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи. – М.: Радио и связь, 1984. – 120 с.

19.Чернов В.Г. Устройства ввода-вывода аналоговой информации для цифровых систем сбора и обработки данных. – М.: Машиностроение, 1988. – 184 с.

Двунаправленные выводы:

D7–D0 – шина данных

Входы:

Ф1, Ф2 – сигналы синхронизации

RESET – сигнал начальной установки (сброса) READY – сигнал готовности

HOLD – запрос захвата шин

INT – запрос прерывания