Разработка аппаратных средств. Разработка структурной схемы. Разработка модуля пульта управления CPAN

СОДЕРЖАНИЕ:

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ.............................................................. 3

1. Введение........................................................................................ 7

2. РАЗРАБОТКА АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ............................... 8

2.1. Разработка структурной схемы..................................................... 8

2.2. Составление карты распределения адресного пространства..... 11

2.3. Разработка микропроцессорного модуля MPM.......................... 13

2.4. Разработка модуля запоминающих устройств MEM.................. 16

2.4. Разработка модуля устройств ввода/вывода IOU....................... 19

2.6. Разработка модуля пульта управления CPAN............................ 22

2.6.1. Разработка клавиатурной части модуля CPAN.................... 23

2.6.2. Разработка индикаторной части модуля CPAN.................... 26

2.7. Расчёт сопряжения....................................................................... 31

2.8. Расчёт аппаратных затрат и потребляемой мощности............... 33

2.9. Повышение помехозащищенности МПС.................................... 35

3. ПОСТРОЕНИЕ ВРЕМЕННЫХ ДИАГРАММ......................... 36

4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧНИЯ.............. 38

5. Заключение............................................................................... 40

6. Список литературы............................................................ 41

7. ПРИЛОЖЕНИЕ 1............................................................................... 42

8. ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА(А1)

9. ПРИЛОЖЕНИЕ 3. СТУКТУРНАЯ СХЕМА(А2)

10. ПРИЛОЖЕНИЕ 4. ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВ

11. ПРИЛОЖЕНИЕ 5. ДОКУМЕНТАЦИЯ ПО ИСПОЛЬЗОВАННОМУ ОБОРУДОВАНИЮ

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

1.  Тема: Разработка микропроцессорной системы для управления объектом.

Вариант 8 (27514)

2.  Формулировка задания и исходные данные к проекту.

Построить микропроцессорную систему для управления объектом на базе однокристальной микроЭВМ семейства MCS-51 AT89C51.

Входными сигналами от объекта управления являются X1, X2, X3, X4 (в цифровой форме с датчиков) и X5, X6, X7 (в аналоговом виде). Приняв эти сигналы МПС вычисляет булеву функцию Y1 = X1 + X2 * X3 * X4 и вырабатывает выходной сигнал Y1 (в цифровой форме) длительностью

T1 = 50мс.

Сигналы X5, X6, X7 поступают на АЦП, где преобразуются в цифровую форму N5, N6, N7. Оператором задается КОД УСТАВКИ К. Затем вычис-ляется функция Q2 = N5 – N6 +K, полученное значение сравнивается с константой Q0, хранящейся в ПЗУ. В зависимости от результата выра-батываются двоичные сигналы Y2(Q2 < Q0) или Y3(Q2 ≥ Q0) длитель-ностью  T2 = 60мс и Т3 = 120мс соответственно.

Значение N7, полученное после преобразования X7 в цифровую форму, участвует при вычислении функции Q4 = A0 + A1 * N7. Значения коэф-фициентов А0 = 0,17 и A1 = 0,125 хранятся в ПЗУ МПС. Значение Q4 пре-образуется ЦАП в аналоговый сигнал Y4, поступающий на выход МПС.

Погрешность обработки аналоговых сигналов не более 1%

Пульт управления должен содержать следующие элементы:

- 25-ти клавишную клавиатуру : 16 клавиш для ввода шестнадцатеричного кода (0 - F) и три клавиши для управления УСТАВКА ( INSTALL), ВЫВОД (OUTPUT), ОСТАНОВ( BREAK)

- Кнопка  СБРОС ( RESET)

- Светодиодные индикаторы для отображения значения сигналов X1, X2, X3, X4 и Q4 в десятичной системе счисления

-  Узел аварийной звуковой сигнализации с частотой 500Гц

Управление клавиатурой осуществить микроконтроллером AT89C2051

Обращение к внешним устройствам как ячейкам памяти

Серия элементов схем управления КР1533

Способ формирования временных интервалов при помощи программируемого таймера К580ВИ53

Использовать АЦП с параллельным выводом

МПС должна обрабатывать сигналы от аварийного датчика INT1, при отказе источника питания INT2 и INT3 от оператора. Прерывания указаны в порядке убывания приоритета.

Построить временные диаграммы для режима считывания из ПЗУ

Рассчитать электрическое сопряжение компонентов МПС и адресных цепей

Целевая функция проектирования – минимум затрат оборудования.

Разработать следующие алгоритмы и программные модули на языке Ассемблера :

- инициализации МПС,  т.е. установки режимов работы программируемых интерфейсных  БИС;

-логической  обработки сигналов Х1,Х2,...,X4 и формирования управляющего сигнала Y1;

- ввода напряжений X5 и X6 и формирования сигналов Y2, Y3;

- ввода напряжения X7 и формирования сигнала Y4;

- обработки сигналов прерывания;

- вывода  данных на индикацию Периферийного устройства

3.  График работ по разделам курсового проекта:

Перечень разделов	Турдоем.,%	Срок вып.
1. Изучение рекомендованной литературы по теме проекта	10	2 нед.
2. Разработка аппаратных средств МПС	30	5 нед.
3. Расчет электрического сопряжения компонентов МПС	5	6 нед.
4. Построение структурной и принципиальной электрических схем МПС	10	7 нед.
5. Разработка и отладка программного обеспечения	35	11 нед.
6. Оформление пояснительной записки	10	12 нед.
7. Корректировка проекта по замечаниям руководителя		13 нед.
8. Защита проекта		14-15 нед.