СОДЕРЖАНИЕ:

ВВЕДЕНИЕ 3

1 ОПИСАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТОМ 6

1.1 Микропроцессорный модуль (МПМ) 8

1.2 Программируемый параллельный адаптер (ППА) 9

1.3 Программируемый интервальный таймер (ПИТ) 11

2 ОПИСАНИЕ ОСНОВНЫХ ЭЛИМЕНТОВ СИСТЕМЫ 13

2.1 Микропроцессор I82386SX 13

2.2 Шинные формирователи адреса и данных КР1533АП6 14

2.3 Контролер прерывания I8259A 15

2.4 Параллельно-программируемый адаптер КР580ВВ55 18

2.5 Программируемый интервальный таймер КР580ВИ53 20

2.6 Оперативное запоминающее устройство AS7C 1026-15TC 21

2.7 Постоянное запоминающее устройство AT27C1024 22

2.8 Системный контролер 23

2.9 Реализация ДША ОЗУ и ПЗУ, УВВ 24

3 ОПИСАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ 26

4 ОПИСАНИЕ БЛОК СХЕМЫ АЛГОРИТМА РАБОТЫ ПРОГРАММЫ 28

5 РАСПРЕДЕЛЕНИЕ АДРЕСНОГО ПРОСТРАНСТВА УСТРОЙСТВ ВВОДА-ВЫВОДА 30

6 ОЦЕНКА ЕМКОСТИ ПЗУ И ОЗУ 32

7 РАСЧЕТ ПОТРЕБЛЯЕМОГО ТОКА 33

8 ОПИСАНИЕ РЕАЛИЗУЕМОЙ ПРОГРАММЫ 34

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 38

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 39

Введение

Целью курсового проектирования является разработка микропроцессорной системы (МПС) управления некоторым объектом (например термокамерой). МПС должна принимать информацию от объекта (например- информацию о температуре внутри термокамеры) и выдавать на него управляющие воздействия, обеспечивающие поддержание объекта в определенном состоянии (поддержание внутри термокамеры заданной температуры, а также влажности и скорости циркуляции воздуха).

Цель исследования состоит в разработке структуры ММПС с ОШ и в анализе зависимостей ее характеристик функционирования от параметров структуры системы, параметров задач, возлагаемых на систему, и способов размещения информации во внешней памяти системы.

Микропроцессор (МП) является единственным активным компонентом системы и реализует следующие функции:

• управляет выполнением команд: выбирает команду, считывает операнды, преобразует их в соответствии со смыслом команды;

• управляет обменом различной информацией между компонентами системы;

• реагирует на разнообразные внешние сигналы.

В настоящее время разработано большое число различных МП. Однако все многообразие можно разделить на два существенно различных типа:

1. однокристальные МП с фиксированной разрядностью слова и с фиксированной систем команд;

2. модульные (многокристальные) МП с изменяемой разрядностью слова и микропрограммным управлением.

Микропроцессоры первого типа имеют внутреннюю логическую организацию, во многом повторяющую организацию обычных ЭВМ. В них нашел отражение принцип управления обработкой данных на основе использования команд программы. Микропроцессоры второго типа позволяют наращивать разрядность обрабатываемых слов. Кроме того, они обеспечивают большую гибкость в достижении нужных характеристик микро-ЭВМ за счет использования микропрограммного управления, позволяющего разрабатывать собственную или эмулировать любую другую систему команд.

Память микро-ЭВМ представлена программным энергонезависимым постоянным запоминающим устройством (ПЗУ), допускающим только считывание хранимой информации, и полупроводниковой оперативной энергозависимой памятью (или запоминающим устройством с произвольной выборкой - ЗУПВ), выполняющей операции считывания и записи, которые называются также обращением (доступом) к памяти.

Средства ввода-вывода (ВВ) представлены портами ввода (входными портами) и вывода (выходными портами). Информация от устройства ввода поступает в порты ввода и считывается микропроцессором, а порты вывода воспринимают информацию от микропроцессора и передают ее в устройства вывода. В простейшем случае порты ввода и вывода представляют собой буферные регистры, имеющие определенные адреса и выполняющие функции сопряжения микро-ЭВМ с разнообразным периферийными устройствами.

1 Описание структурной схемы микропроцессорной системы управления объектом

Структурная схема устройства разрабатывается на основании анализа технического задания.

В структуру разрабатываемой МПС необходимо включить генератор тактовых импульсов (генератор), который снабжает остальные блоки синхросигналами. Наряду с генератором мы должны включить управляемый интервальный таймер (ПИТ), предназначенный для отсчета временных интервалов при выработке сигналов Y2 и Y3. Тактирование таймера осуществляется от генератора. Основной частью устройства будет микропроцессор. Для работы с внешними устройствами надо использовать программируемый параллельный адаптер (ППА). Программа, которая управляет работой МПС хранится в ПЗУ. ОЗУ используется для того чтобы связаться с ППА и передавать данные на объект управления, а также для получения ответных сигналов от управляемого объекта. Обобщенная структура МПС представлена на рисунке 1.1. В ее состав входят:

• микропроцессор (МП);

• генератор тактовых импульсов (ГТИ);

• системный контроллер (СК);

• шинный формирователь шины адреса (ШФ);

• контроллер прерываний (КП);

• дешифратор адреса памяти и УВВ (ДША памяти и УВВ);

• постоянное запоминающее устройство (ПЗУ);

• оперативное запоминающее устройство (ОЗУ);

• программируемый параллельный адаптер (ППА);

• программируемый интервальный таймер (ПИТ);

• пульт управления (ПУ).

Рисунок 1.1 - Структурная схема МПС

Взаимодействие МПС с объектом управления (термокамерой) осуществляется с помощью:

• восьмибитной шины X, по которой через модуль ППА в МПС вводится информация о состоянии объекта управления (например – о температуре внутри термокамеры);

• четырехбитной шины Y1, по которой осуществляется регулирование температуры внутри термокамеры;

• двух линий Y2 и Y3, по которым через ПИТ на объект управления выдаются воздействия для изменения влажности и скорости циркуляции воздуха.

На ПУ с помощью тумблеров задается требуемое значение температуры внутри объекта управления, которое выдается на МПС через восьмибитную шину К. Информация о процессе регулирования передается с МПС через ППА на четырехразрядный светодиодный индикатор ПУ.

Выходные воздействия Y1, Y2, Y3 и показания индикатора вырабатываются МПС после программного вычисления результатов соответствующих функций от переменных X и K, где X – 8-битовая переменная, формируемая объектом управления; K – 8-битовая константа, установленная переключателями на ПУ.