Контроллер имитатора поверхностного сигнала, страница 3

Пакет выполняется в виде шести байтов. Адресным параметром для передачи управляющей информации каждому контроллеру являются первые два байта пакета управления:

Первый байт – код ASCII идентификатора группы (F);

Второй байт – номер имитатора в группе (06);

Третий байт – номер дополнительной частоты, имеющий ненулевое значение J=0..7;

Четвертый байт – для данного типа контроллера содержит значение 0;

Пятый байт – любое значение (настройка амплитуды);

Шестой байт содержит значение FFh.

Пакет «Старт» передается 3-мя байтами: первый – 00h, второй – ASCII-код литеры S, третий – 0FFh.

Упрощенная структурная схема контроллера.

Рис 3.

В основе проектируемого микроконтроллера лежит микропроцессорный комплект MCS-85, то есть микропроцессор i8085 и микросхемы его поддержки. В качестве памяти типа RAM предполагается использовать память прибора 8155, а в качестве памяти типа ROM – 8755.

Для формирования временных интервалов требуется программируемый таймер, имеющий возможность изменять модуль счета от 1000/Т0  до 40000/Т0 , где Т0 – период счетной частоты таймера. Построение временного паттерна будет вестись с использованием синхронных счетчиков 555ИЕ10.

В качестве БИС индикации  предложено использовать регистр в пространстве ввода –вывода, что предполагает использование таймера 8155 и регистров 555ИР23.. Визуальная индикация будет осуществляться при помощи светоизлучающих диодов СИД1 и СИД2, реализуемых на элементах  HDS-7513(OK)  и HDS-7803 (OK)  соответственно.

УВВ1, как было отмечено, реализуется при помощи параллельного интерфейса с использованием внешних регистров.

Раздел 2.  Разработка аппаратной части контроллера.

2.1. Блок CPU

Основой проектируемой системы является микропроцессор i8085.  Исходя из указанной в задании тактовой частоты 4 МГц выберем его модификацию 8085AH-2.Обоснованием такого выбора является более экономичное решение.

Для управления БИС общего назначения необходимо сформировать сигналы MEMR#, MEMW#, I/OR#, I/OW#. Сигнал запроса прерывания TRAP используется для обработки аварийных ситуаций и в нашем случае не требуется. Вход RESET IN#  может быть подключен к кнопке  «Холодного старта», находящейся на передней панели контроллера, кроме того, он подключается к RC-цепи для автоматического сброса. Схема данного блока приведена на рис. 4.

рис 4

            2.2. Блок памяти

Согласно заданию требуется реализовать блок памяти на следующих БИС : 8755(ROM),    8155 (RAM). Функциональная схема блока памяти приведена на рис. 5.

2.4.Блок формирования временного паттерна

Вычислим максимальный модуль счета, требуемый от таймера:

с

=5

Итак, количество 4-разрядных синхронных счетчиков 555ИЕ10, необходимое для реализации требуемого модуля пересчета таймера равно 5. Такие микросхемы создадут при последовательном соединении счетчик на 20 разрядов.

Для хранения кодов программирования модуля счета предполагается использовать регистры портов прибора 8155. Из 22 имеющихся линий портов данного прибора 20 мы будем использовать для вывода кодов программирования модуля пересчета, а два оставшиеся вывода (PC.4,PC.5) – для управления полярностью формируемых дельта-импульсов в УВВ2. Функциональная схема блока и реализация интерфейса для передачи дельта импульсов приведена на рис. 9  и 10 соответственно.[1]

Рис.9

Рис.10

В качестве сигнала, указывающего на приход очередного пакета, возьмем сигнал IBF.

Порты ввода-вывода прибора 8155 должны работать в режиме ALT2, что реализуется записью в прибор слова управления вида CW = 0000 1111 = 0Fh. В реализацию интерфейса для передачи дельта-импульсов мы включили аналоговый мультивибратор 555АГ3 для расширения дельта-импульса до максимально возможного значения (1.25 мкс при длительности такта 0,25 мкс). Сигнал переполнения таймера (3) используется как модуль дельта-импульса, а содержимое PC.4 и PC.5 несет информацию о его полярности.

Изолирующий оптоэлектронный прибор 74OL6010 (согласно материалам, размещенным на CD) имеет время нарастания сигнала 45 нс и время спада 5 нс, подключается к источнику питания передатчика Vcc = 5 В.

            2.5. Блок индикации

Индикатор состоит из семи сегментов, в качестве которых выступают светоизлучающие диоды (СИД)[2]:

-- СИД1(красный) LA-401VD c параметрами IF = 15 mA, VF = 2,0V

-- СИД2(зеленый) LA-401MD с параметрами IF = 20 mA, VF = 2,1V