КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
 |
КУРСОВАЯ РАБОТА
По курсу: “Микропроцессоры и цифровые устройства”
Вариант 1.5.1
Выполнил: студент РТФ,
гр.Р-56-2 Бирюков Д.О.
Принял: Сушкин И.Н.
г. Красноярск, 1999 г.
Содержание
Алгоритм работы системы………………………………………4
Описание принципиальной схемы……………………………....5
Инициализация адресного пространства……………………….7
Программа………………………………………………………...8
Оценка затрат машинного времени……………………………..9
Список литературы……………………………………………..10
Перечень элементов…………………………………………….11
Разработать систему цифровой обработки сигналов на основе 10- разрядного АЦП типа К1108ПВ1 с временем преобразования 0,9 мкс и 12- разрядного ЦАП типа К1108ПА1 с временем преобразования 0,4 мкс: реализовать алгоритм дифференцирования сигнала в реальном времени:
где Тд – период дискретизации сигнала;
х(n) – текущий отсчет входного сигнала;
х(n-1) – предыдущий отсчет входного сигнала;
y(n) – текущий отсчет выходного сигнала;
n – текущий номер отсчета;
Значение Тд выбрать, исходя из удобства вычислений и отсутствия переполнения при максимальной скорости изменения сигнала, задавшись ею самостоятельно.
Организовать периодический запуск АЦП и вывод результатов обработки через ЦАП на самописец. Ввод данных с АЦП программно- управляемый (8 разрядов). Разрядность выходных данных также ограничить 8-ю разрядами. Во время превышения выходным сигналом некоторого максимального значения M необходимо обеспечить включение внешнего триггера с индуцирующим световодом.
Проектируемое устройство будем выполнять на микросхемах, выполненных по технологии ТТЛ и ТТЛШ.
Микросхемы ТТЛ и ТТЛШ отличаются хорошими электрическими параметрами, удобны в применении, могут иметь высокий уровень интеграции и обладают большим функциональным разнообразием, что обусловило их широкое распространение в современной цифровой аппаратуре.
Т.к. разрядность обрабатываемых данных ограничена 8-ю разрядами, для построения микропроцессорной системы наиболее целесообразно использовать ЦПУ КР1810ВМ88, имеющее 8-разрядную шину данных, выполненное по n-МОП-технологии и электрически совместимое с микросхемами ТТЛ и ТТЛШ.
Выбор этой ИС обусловлен высокой производительностью процессора, наличием ИС требуемого функционального назначения в микропроцессорном комплекте К1810, что упрощает разработку системы.
Базовая МПС включает в себя модуль МП, тактовый генератор, ОЗУ и ПЗУ.
Исходя из технического задания, видно, что проектируемая система не нуждается в специальных микросхемах оперативной памяти, поскольку обрабатываемые данные (текущий отсчет сигнала, предыдущий отсчет сигнала, результат вычислений и др.) вполне могут уместиться в блоке РОНов микропроцессора.
Модуль микропроцессора включает в себя буферный регистр для защелкивания адреса, двунаправленный формирователь шины данных и схемы формирования сигналов управления внешними устройствами.
Для организации периодического запуска АЦП необходим таймер, обмен информацией между АЦП и МП наиболее просто осуществить по прерыванию с АЦП. Т.к. система использует только одно прерывание, нет нужды ставить контроллер прерываний, а считывание номера вектора прерывания можно осуществить с буферного регистра.
В качестве устройства управления светодиодом выгодно использовать JK-триггер, управление которым осуществлять по одной из линий шины адреса.
 |
Рис.1 Блок-схема алгоритма дифференцирования цифрового сигнала.
Примечание: регистр DX содержит информацию о светодиоде, при DX=FFh диод включен, соответственно при DX=0 – выключен.
В регистре общего назначения BL хранится текущий отсчет сигнала, в ВН – константа деления, в СL – предыдущий отсчет сигнала, AL используется для хранения промежуточных и выходного результатов.
М – константа, превышение которой выходным сигналом обуславливает включение индуцирующего светодиода.
Питание всех устройств, если не указано особо, осуществляется от источника UП=5В±5%.
Поскольку система имеет сравнительно небольшое число ИС и ВУ, микропроцессор работает в минимальном режиме, т.е. сам вырабатывает все необходимые сигналы управления периферийными устройствами.
Системные управляющие сигналы для блоков памяти и внешних устройств формируются на основе сигналов МП WR (“запись”), RD (“чтение”) и M/IO (“память/ВУ”) с помощью комбинационных логических схем И, НЕ, И-НЕ.
К1810ВМ88 имеет 8-разрядную шину данных, мультиплексированную с 8-ми младшими разрядами шины адреса. Старшие адресные сигналы запоминаются во внутреннем регистре МП, поэтому внешний регистр для их защелки не используется.
Восьмиразрядный буферный регистр КР580ИР82 используется в качестве однонаправленного шинного формирователя (адресной защелки), т.к. адресная информация должна быть выставлена в течение всего цикла чтения/записи. Управление передачей информации осуществляется с помощью сигнала STB (“строб”).
Для организации шины данных используются двунаправленный 8- разрядный шинный формирователь с высокой нагрузочной способностью КР580ВА86, режим работы которого определяется управляющими сигналами Т(“направление передачи”) и ОЕ (“разрешение выхода”), поступающими с микропроцессора.
Микросхемы КР580ИР82 и КР580ВА86 помимо всего прочего умощняют шину адреса/данных.
Генератор тактовых импульсов КР1810ГФ84 предназначен для управления ЦМП и периферийными устройствами (таймер, JK-триггер).
Частота опорного генератора задается с помощью внешнего кварцевого резонатора частотой 12МГц, который подключается к выводам Х1 и Х2. Тактовый сигнал МОП-уровня CLK, подаваемый на вход CLK МП, в три раза меньше частоты опорного генератора и составляет FCLK=4МГц. Внутренний делитель частоты формирует выходные импульсы PCLK скважностью 2 с частотой, равной ½ частоты сигнала CLK и обеспечивает управление устройствами, работающими на ТТЛ- уровнях.
Выходной сигнал RESET вырабатывается при поступлении входного сигнала RES и используется для установки микропроцессора и внешних устройств в исходное состояние. Входной сигнал RES формируется RC- цепью автоматически при включении питания.
Аналогово-цифровой преобразователь последовательного приближения К1108ПВ1 преобразует входную аналоговую величину (вход 17) в соответствующий ей 8-ми разрядный цифровой параллельный код ТТЛ-уровня.
Работа АЦП начинается с приходом на вход 22 (“вход запуска”) запускающего импульса, вырабатываемого таймером с определенной программно периодичностью.
Преобразование информации заканчивается выдачей сигнала АЦП в систему о готовности данных [уровень лог. 0 на выводе 11 (“готовность данных”)].
Данный сигнал инвертируется и подается на вход INT (“запрос прерывания”) микропроцессора, который в ответ формирует сигнал INTA, выполняющий функции сигнала “чтение” в цикле подтверждения прерывания и стробирует считывание вектора прерывания с буферного регистра 1533ИР33 (DD7).
Далее микропроцессор переходит на подпрограмму чтения информации с АЦП. При появлении “0” на выводе МП RD (“чтение”) и “1” на выводе M/IO схема “И” вырабатывает сигнал нулевого уровня (“чтение ВУ”), поступающий на вход 24 (“разрешение считывания”) АЦП, по этому сигналу осуществляется вывод информации из АЦП на ШД системы.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.