Разработка микропроцессорной системы для управления объектом. Составление карты распределения адресного пространства

Московский энергетический институт

Институт автоматики и вычислительной техники

кафедра ВМСиС

Курсовой проект по дисциплине

Проектирование МПС

Разработка микропроцессорной системы

для управления объектом

Студент:

Группа: А-9-00

Вариант: 11

                                                           Москва 2004.                                   

СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ....................................................................................... 2

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

ВВЕДЕНИЕ............................................................................................. 5

1. Разработка аппаратных средств.......................................................... 6

1.1. Разработка структурной схемы МПС........................................... 6

1.2. Составление карты распределения адресного пространства...... 7

1.3. Разработка микропроцессорного модуля..................................... 9

1.4. Разработка модуля памяти........................................................... 13

1.5. Разработка модуля аналогового ввода-вывода........................... 16

1.6. Разработка модуля индикации..................................................... 19

1.7. Разработка пульта управления..................................................... 23

1.8. Расчет электрического сопряжения............................................. 26

1.8.1. Расчёт цепей данных.............................................................. 26

1.8.2. Расчёт цепей адреса................................................................ 27

1.8.3. Расчёт цепей управления........................................................ 28

1.9. Расчет аппаратных затрат............................................................ 30

1.10. Средства повышения помехоустойчивости.............................. 30

1.11. Расчет потребляемой мощности................................................ 31

2. Разработка программного обеспечения МПС................................... 32

Заключение............................................................................................. 35

Литература.............................................................................................. 36

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Программы для контроллеров AT89S8252 и AT89C2051.............................................................................................. 37

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Основные параметры используемых микросхем. 46

ПРИЛОЖЕНИЕ В. МПС. Схема электрическая принципиальная

Техническое задание

1.  Тема: Разработка микропроцессорной системы для управления объектом

Вариант № 10 (4 5 8 2 4)

2.  Формулировка задания и исходные данные к проекту:

В курсовом проекте разрабатываются структурная и принципиальная электрические схемы МПС и программы, обеспечивающие выполнение заданного алгоритма управления, осуществляется оценка параметров МПС.

– Построить микропроцессорную систему для управления объектом на базе однокристальной микроЭВМ AT89S8252;

– 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 = 90мс;

– Сигналы X5, X6, X7 поступают на АЦП, где преобразуются в цифровую форму N5, N6, N7. Оператором задается КОД УСТАВКИ К. Затем вычисляется функция Q2 = max(N5-N6,K), полученное значение сравнивается с константой Q0, хранящейся в ПЗУ. В зависимости от результата вырабатываются двоичные сигналы Y2(Q2 < Q0) или Y3(Q2 ≥ Q0) длительностью  T2 = 60мс и Т3 = 20мс соответственно;

– Значение N7, полученное после преобразования X7 в цифровую форму, участвует при вычислении функции Q4 = A0 + A1 * N7. Значения коэффициентов А0 = 0,17 и A1 = 0,25 хранятся в ПЗУ МПС. Значение Q4 преобразуется ЦАП в аналоговый сигнал Y4, поступающий на выход МПС. Функция Q4=A0+A1*N7 (Напряжение X7 преобразуется АЦП в N7);

– Тип индикатора светодиодный, для управление клавиатурой  микроконтроллер AT89C2051;

– Световой узел аварийней сигнализации с частотой 2 Гц;

– Серия элементов схем управления КР1533;

– Временные интервалы для сигналов аварийной сигнализации должны быть реализованы программным способом;

– Построить временные диаграммы для режима считывания из ОЗУ

– Рассчитать электрическое сопряжения компонентов МПС и адресных цепей

– Необходимо разработать следующие алгоритмы и программные модули на языке Ассемблера:

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

– логической  обработки сигналов Х1,...,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;

– ввода данных с клавиатуры

– Целевая функция проектирования – минимум затрат оборудования.