Разработка аппаратных средств МПС. Разработка структурной схемы МПС. Разработка микропроцессорного блока, страница 10

Расчет нагрузочной способности производиться по токам низкого и высокого уровней, а также по емкости, подключаемой к выходу.

Сигналы адреса формируются в МПМ на буферном регистре КР1554ИР22 (младший байт) и на выводах Р2 (старший байт). Рассмотрим их по отдельности.

А) электрическое сопряжение для регистра.

К выводам этого порта подключены входы следующих микросхем:

1.  Два дешифратора КР1554 ИД14 – к цепям адреса А2, А3;

2.  Два элемента КР1554 ЛИ2 – к цепи адреса А4;

3.  ККД КР580ВВ79 – к цепи адреса А0;

4.  БИС ЗУ КР537РУ10 – к цепям адреса А0 – А7;

5.  БИС ПЗУ КР573РФ4 – к цепям адреса А0 – А7;

6.  АЦП КР572ПВ4 – к цепям адреса А0, А1.

Отсюда найдем:

1.  Для А0:

;

;

.

2.  Для А1:

;

;

.

3.  Для А2, А3:

;

;

.

4. Для А4:

;

;

.

5. Для А5-А7:

;

;

.

Б) электрическое сопряжение для порта Р2.

Для А8-А15:

;

;

.

Видно, что выполняются все 3 условия электрического сопряжения. Кроме того, ни в одной цепи емкость нагрузки не превышает С_L=50 пФ. Следовательно, корректировки временных параметров не требуется.

2.13. Расчет и выбор фильтров питания

Емкости, используемые в качестве фильтров НЧ и ВЧ помех по цепям питания, подключаются между питанием и корпусом и выбираются исходя из рекомендаций на применение микросхем серий КР580 и КР1533.

В качестве фильтра ВЧ помех, на каждые 10 корпусов ставится 1 конденсатор К10-17а-Н90-0,1мкФ. К основному источнику питания подключено 32 корпуса, следовательно, необходимо поставить 4 конденсатора C5 – C8.

Количество корпусов, подключенных к другим источникам питания, не превышает 10, поэтому достаточно одного конденсатора.

2.14. Расчет затрат оборудования

В МПС использовано 8 микросхем в 14-выводных корпусах, 1 микросхема в 16-выводном корпусе, 4 в 20-выводных, 2 в 24-выводных, 2 – в  28, и 1 – в  40-выводном корпусах. 

Взяв за единицу сложности один 16-выводный корпус и руководствуясь коэффициентами пересчета, данными в методических указаниях, можно вычислить затраты оборудования то есть сложность схемы в условных единицах (корпусах).

Итого общее число корпусов составит 31 корпус.

Принципиальная электрическая схема разработанной МПС приведена в Приложении 1.

3.  Разработка программного обеспечения МПС

3.1. Блок схема алгоритма работы МПС

В алгоритме работы МПС можно выделить следующие основные этапы:

1.  Инициализация МПС. На данном этапе выполняется первичная настройка МПС как то: настройка таймера для выдачи аварийной сигнализации, настройка контроллера клавиатуры и дисплея, настройка системы прерываний.

2.  Прием Х1-Х4, вычисление и вывод У1. На этом этапе вводятся значения дискретных датчиков Х1-Х4, вычисляется логическая функция и выводится ее значение.

3.  Прием Х5,Х6, вычисление и вывод У2, У3. Тоже, что на этапе 2, но Х5, Х6 являются аналоговыми сигналами и вводятся посредством АЦП.

4.  Прием Х7, вычисление и вывод У4. Тоже, что на этапе 3, но У4 выводится через ЦАП.

Структурная схема алгоритма приведена на рис. 11.

Отдельно опишем алгоритм получения управляющих сигналов У2 и У3.

1.  Прием Х5 и Х6 с АЦП, а К  с ПУ.

2.  Вычисление Q2=min(N5,N6+K).

3.  Если Q2>Q0, то вывод У3 с соответствующей задержкой.

4.  Если Q2<Q0, то вывод У2 с соответствующей задержкой.

Структурная схема этого алгоритма показана на рис. 12.

3.2. Разработка программы управления

3.2.1. Разработка блока инициализации

При запуске МПС необходимо программирование режима работы ОМЭВМ и микросхемы ККД КР580ВВ79.

Контроллер клавиатуры/дисплея находится в блоке управления и индикации и обеспечивает прием данных с клавиатуры и  вывод информации на 8-позиционный однострочный дисплей. Для ввода с клавиатуры используем режим сканирования клавиатуры, с обнаружением N-клавишных сцеплений. В указанном режиме при нажатии клавиши в ОМ-ОЗУ заносится ее позиция в клавиатуре в формате, приведенном в таблице 7.

Таблица 7. Формат информации о нажатой клавише