Разработка микропроцессорной системы для управления абстрактным объектом, состояние которого характеризуется несколькими бинарными и аналоговыми сигналами

Республика Беларусь

Белорусский Государственный Университет Транспорта

кафедра «МТ и ИУС»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине:

«Технические средства управляющих систем»

«Разработка микропроцессорной системы управления ответственным объектом»

Выполнил:                                                    Проверил:

студент группы ЭМ-41                              ст. преподаватель

Афанасьев В. В.                                          Харлап С. Н.

2000

Содержание

Введение.................................................................................................... ...3

1 СТУКТУРНАЯ СХЕМА МПС……………………………………………….4

2 разработка аппаратной части..................................................... 5

2.1 Описание элементной базы................................................................................. 5

2.2 Разработка линий ввода………………………………………………………….6

2.2 Разработка вычислительного канала.................................................................. 7

2.3 Разработка схемы сравнения…………………………………………………….8

2.4 Разработка пульта управления…………………………………………………13

3 разработка программного обеспечения............................... 12

3.1 Алгоритмы работы программы и вспомогательных подпрограмм............... 14

3.2 Программа работы вычислительных каналов.................................................. 18

4 Расчет аппаратурных затрат...................................................... 19

5 Расчет быстродействия………………………………………….…20

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.............................................................................................. 21

 СПИСОК ЛитературЫ............................................................................. 22

ПРИЛОЖЕНИЕ А Принципиальная схема канала................... 23

ПРИЛОЖЕНИЕ Б спецификация элементов................................ 25

ПРИЛОЖЕНИЕ В Текст программы……………………………...…..26

Введение

В настоящее время все больший масштаб приобретает процесс внедрения микропроцессорной техники в устройства, приборы и бытовую аппаратуру, которыми человек пользуется в повседневной жизни. Этот процесс давно вышел из русла только научного и промышленного развития человеческой цивилизации. Микропроцессоры, микроконтроллеры и микрочипы становятся неотъемлемой частью не только научной аппаратуры и промышленных установок, но и таких бытовых приборов как телевизоры, музыкальные центры, кухонные комбайны, стиральные машины и т.д. Область же деятельности человека вытесняется из механического нажатия кнопок и передвижения рукояток к разработке интеллектуальных автоматических систем управления и контроле над их работой.

Разработка программируемых устройств (микропроцессоров) позволило достичь небывалой функциональности и универсальности цифровых схем всего на нескольких корпусах, требовавшей при реализации на жесткой логике огромных аппаратурных затрат. При сегодняшнем уровне развития науки и техники применение микропроцессоров в системах управления является самым оптимальным решением, оправдывающем критерии экономической целесообразности, технической эффективности и надежности.

Автоматизация этих процессов ранее осуществлялась путём применения аналоговой электроники, либо дорогостоящих быстродействующих ЭВМ. Однако развитие технологии производства микроэлектронной техники привели к дальнейшему совершенствованию архитектурных и структурных принципов организации управляющих систем. Результатом такого технического развития явилось появление однокристальных микроконтроллеров (ОМК). Организация ОМК такова, что позволяет на его базе построить недорогую микропроцессорную управляющую систему реального времени, рабочая программа которого расположена в ПЗУ системы. Современные ОМК обладают такими вычислительными ресурсами и возможностями управления в режиме реального времени, для получения которых раньше необходимы были более дорогие многокристальные системы. Применение ОМК особенно эффективно в системах, где наряду с небольшой памятью требуются интенсивно используемые средства ввода-вывода в реальном масштабе времени.

В данном курсовом проекте производится разработка микропроцессорной системы, главная функция которой – управление абстрактным объектом, состояние которого характеризуется несколькими бинарными и аналоговыми сигналами. Данная система позволяет:

1)  обрабатывать сигналы, поступающие от объекта;

2)  генерировать управляющие сигналы;

3)  выводить информацию о работе объекта на пульт оператора;

4)  передавать данные через последовательный канал на ЭВМ;

5)  корректно завершать работу системы при отказе источника питания или самой системы.

6)  сигнализировать при аварийных отказах.

Кроме самой разработки контроллера проект содержит и результаты оценки основных характеристик полученной микропроцессорной системы: аппаратурных затрат, времени выполнения одного цикла вычислений и минимальной емкости ПЗУ и ОЗУ.

Цель курсового проекта – изучение приемов построения многоэлементных микропроцессорных систем, сопряжения отдельных модулей контроллера и создания программного обеспечения для него.