Порядок выполнения работы.

Задание № 1.

1. Собрать макет АЦП на монтажной плате из имеющихся элементов.

2. Подать напряжение на вход АЦП с источника питания (+5 В) через потенциометр. Убедиться с помощью осциллографа в изменении частоты при изменении U_вх.

3. Применяя вольтметр и частотомер снять выходную характеристику АЦП.

4. Построить график зависимости частоты от напряжения с оценкой зоны линейной характеристики.

Отчет.

Отчет по работе должен содержать:

4. Описание работы (краткая теория, схемы АЦП, порядок выполнения работы).

5. Таблицы с измеренными значениями.

6. График зависимости частоты от напряжения с оценкой зоны линейности.

Лабораторная работа № 12.

Общие сведения о системах счисления и структуре микропроцессорной лаборатории.

1. Системы счисления.

Двоичная система счисления.

См. Лабораторную работу № 6 (Часть I).

Шестнадцатеричная система.

В этой системе счет ведется так:

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F, 10, 11, …

Десятичная	Двоичная	Шестнадцатеричная
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15	0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111	0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F

Преобразования между двоичной и шестнадцатеричной системами очень просты. Многобитное двоичное число делится на группы по 4 разряда, начиная справа, и каждая группа преобразуется в соответствующий символ шестнадцатеричной системы. Например:

. Итак, .

При записи программ числа, представленные в шестнадцатеричном виде, могут дополняться буквой Н справа, например, D3H.

Машина работает с числами, представленными в двоичной системе. Один знак двоичной информации (0 или 1) называется битом. Микропроцессор (МП) обращается с данными не как с отдельными битами, а как с группами битов, называемых "словами". Наиболее распространены МП, оперирующие 8-битными словами, или байтами (1 байт=8 бит). Более крупной единицей является килобайт (1 Кб=1024 б=2¹⁰ б).

2. Структура микропроцессорной лаборатории.

1) МП – "мозг" всей системы. Содержит всю логику для распознавания и исполнения команд.

2) Блок памяти – память хранит программу и данные. Различают две памяти: ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) и ОЗУ (оперативное запоминающее устройство). ПЗУ – память, с которой можно только считывать. Информация запрограммирована в нее при изготовлении или с помощью специальной процедуры – программирования до установления в схему. ОЗУ – память, в которой данные могут храниться и изменяться. При отключении питания информация, записанная ОЗУ, теряется и невозможно предсказать, какая информация будет записана в ОЗУ после включения питания.

3) Устройство ввода/вывода – связывает МП с клавиатурой, дисплеем и другими внешними устройствами. Устройство ввода/вывода (порт) реализован на программируемом периферийном интерфейсе (микросхема КР580ИК55 или КР580ВВ55А). Интерфейс – это совокупность технических средств (шины, электронные узлы) и алгоритмов, предназначенных для организации обмена (ввода-вывода) информацией между отдельными устройствами.

Порты этого интерфейса могут быть либо портами вывода, либо портами ввода в зависимости от того, как интерфейс запрограммирован. Данный интерфейс имеет три порта – А, В и С (при этом порт С может быть разбит еще на два). К трем разрядам порта С этого интерфейса подключены три переключателя (тумблеры). Этот порт будет программироваться как порт ввода. К восьми разрядам порта В подключены светодиодные индикаторы. Этот порт будет программироваться как порт вывода, т.е. МП сможет считывать данные с тумблеров и выводить данные на светодиодные индикаторы. Необходимо отметить, что перед записью данных в порт вывода можно произвести над ними любые действия, предусмотренные системой команд МП. Порт А – порт ввода данных с клавиатуры.

4) Шина – группа проводников, связывающих все устройства системы, передающих однотипные сигналы. Шины служат для передачи информации внутри системы. Таких шин три: шина адреса, шина данных и шина управления. Количество проводников в шине определяется разрядностью передаваемой по ней информации.

Мы используем адресную шину для выбора ячейки памяти или устройства ввода/вывода. Шина однонаправленная. Выбрав информацию по данному адресу с помощью адресной шины, мы передаем ее по шине данных. Шина данных – двунаправленная восьмиразрядная шина. Это значит, что данные по ней могут проходить в двух направлениях. Управляющая шина предназначена для передачи управляющих сигналов, признаков периферийного оборудования и процессора.

Итак, МП и ОЗУ являются и приемниками, и передатчиками. ПЗУ является только передатчиком, порт ввода/вывода – и приемником, и передатчиком. Шина данных используется для переноса данных в системе.

5) Клавиатура – представляет собой набор ключей (кнопок), организованных в виде матрицы 83. Каждый ряд из 8-ми кнопок опрашивается отдельно. Считываемые данные преобразуются в код, соответствующий нажатой кнопке, с помощью программы монитора.

0	1	2	3	4	5	6	7
8	9	A	B	C	D	E	F
ПУСК		УСТ.АД.		АД +		ВЫВОД
ВОЗВР		АД -		ЗАПИСЬ		ВВОД

6) Дисплей – В микролаборатории для индикации используются восемь семисегментных цифровых индикаторов. На них индицируются входные данные, данные памяти, содержимое регистров центрального процессора и флагов состояния в соответствии с операциями клавиатуры. Информация отображается на индикаторах в 16-теричном коде. Четыре левых индикатора показывают текущий адрес, а два крайних правых – данные, хранящиеся по этому адресу. Данные, хранящиеся в памяти, можно просмотреть, используя кнопки АД + (увеличение номера адреса на единицу) и АД – (уменьшение номера адреса на единицу).

Каждому индикатору соответствует ячейка памяти, где хранится семисегментный код, управляющий свечением сегментов индикатора. Ячейка памяти 83F8 соответствует левому индикатору, 83FF – правому. Монитор микролаборатории содержит программу SEGCG (адрес 01С0), которая преобразует шестнадцатеричные коды 0, 1, 2,…, F в семисегментные и заносит их в ячейки памяти 83F883FF. Каждый бит в этих ячейках соответствует одному сегменту. Если бит равен 1, то соответствующий сегмент будет гореть. Исходные данные для этой программы должны находиться в ячейках 83F483F7. Каждый байт из этих ячеек соответствует паре индикаторов: содержимое ячейки 83F4 после преобразования высветится на двух левых индикаторах, а содержимое ячейки 83F7 – на двух правых.

Бит 7 6 5 4 3 2 1 0 Сегмент H G F E D C B A

Кроме всего перечисленного на плате установлен переключатель "АВТ-ШАГ", позволяющий выполнять программы в пошаговом режиме, и регулятор уровня громкости.

Для подготовки "Микролаб" к работе необходимо после включения нажать кнопку СБРОС.