Для аппаратной реализации системы выберем элементную базу микросхем серии К1816ВЕ51. Несмотря на то, что данная серия является морально и технически устаревшей, ее применение обусловлено, во-первых, низкой стоимостью комплекта при достаточно высоких для большинства применений характеристиках, а во-вторых, – развитыми средствами проектирования и множеством успешно опробованных и эксплуатируемых наработок и решений.
Структурная схема показывает, из каких основных узлов состоит разрабатываемое устройство, как они взаимосвязаны, но не описывает структуру самих узлов.
В соответствии с заданием разрабатываемая устройство должно состоять из объекта управления, который выдает информацию о своей работе и получает данные для исполняющих механизмов, основного микроконтроллера, который обрабатывает информацию, резервных микроконтроллеров, схемы сопряжения и пульта управления, необходимого для контроля за работой системы, а также из последовательного канала связи. Структурная схема МПС изображена на рисунке 1.
 |
Объект управления
 |
 |
||
X,V Х
 |
 |
Последовательный
Основной
Резервные
канал связи микроконтроллер микроконтроллеры
 |
|
|
|
Линия
связи Пульт
управления
Рисунок 1 - Структурная схема МПС.
2 Разработка аппаратной части
2.1 Описание элементной базы
Приведём краткое описание элементной базы и параметров выбранных элементов [6]:
За основу для разработки будущей системы была взята однокристальная микроЭВМ 1816ВЕ51. Микросхема К1816ВЕ51 представляет собой высокопроизводительную 8-разрядную однокристальную микро-ЭВМ со встроенной памятью данных (ОЗУ) и памятью программ (ПЗУ). Выполнена она по КПОМ, либо n-МОП технологии и является функциональным аналогом микросхемы 80c51 фирмы Intel. Она предназначена для работы в системах локальной обработки информации и для автоматизации управления высокопроизводительными устройствами различного назначения в качестве микроконтроллеров, имеющих ограниченный ресурс питания.
Конструктивно микросхема К1816ВЕ51 выполнена в корпусе 2123.40-5 с шагом 2,5 мм.
ОМЭВМ содержит все узлы, необходимые для автономной работы:
- центральный 8-разрядный процессор;
- память программы команд ёмкостью 4Кбайта;
- память данных ёмкостью 128 байт;
- четыре канала ввода/вывода;
- последовательный порт в режиме универсального приёмопередатчика;
- два таймера/счётчика;
В ОМЭВМ предусмотрена возможность расширения памяти. ОЗУ и ПЗУ могут расширяться до 64Кбайт каждое за счёт подключения внешних микросхем памяти. Система команд ОМЭВМ содержит 111 базовых команд с форматом 1, 2, 3 байт.
Основные технические характеристики центрального процессора ОМЭВМ:
- 8-битный канал данных с возможностью обработки форматов: бит, нибл (4 бита), байт, два байта;
- ОЗУ емкостью 128 байт;
- ПЗУ ёмкостью 4Кбайта;
- число регистров общего назначения (РОН) – 32;
- число способов адресации данных (прямая побитовая и побайтовая, косвенная, регистровая) – 4;
- число векторов прерывания – 5;
- число уровней прерывания – 2;
- число 8-разрядных программируемых каналов ввода/вывода (портов) – 4;
- число последовательных портов со скоростью передачи информации от 100 до 1000 бод (бит/с) – 1;
- Число флагов, программно управляемых пользователем – 128;
- число 16-битных многорежимных таймеров/счётчиков – 2;
- число 8-разрядных стеков для связи подпрограмм возврата в памяти данных – 1;
- двоичная и десятичная арифметика;
- режим хранения содержимого регистров спецфункций (режим холостого хода);
- режим хранения содержимого ОЗУ (режим сниженного энергопотребления).
Работая на частоте тактовых сигналов 12МГц, ОМЭВМ обеспечивает минимальное время выполнения команд:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.