8658.2 Разработка МП системы управления

Занесение в счётчик нового начального значения после прихода фронта разрешающего сигнала не влияет на длительность отрабатываемого импульса на выходе. Если во время счёта на разрешающий вход поступит фронт сигнала, то счёт будет начат сначала.
В режиме 2 счётчик работает как делитель частоты, вырабатывая на выходе отрицательные импульсы длительностью Т и периодом следования nТ, где n -число, занесенное в счётчик. При занесении в счётчик нового начального значения отрабатываемый период не изменяется, но последующие периоды будут иметь новое значение. При подаче на разрешающий вход сигнала "0" счёт прекращается, а при восстановлении уровня "1" возобновляется сначала. Таким образом, сигнал на входе СЕ можно использовать для синхронизации работы счетчика.
В режиме 3 сигнал на выходе в течении одной половины заданного интервала времени nТ (Т - период тактовых импульсов, n – чётное число) имеет уровень "1", в течение другой половины - уровень "0". Если n – нечётное число, то уровень "1” на выходе будет в течение (n+1)/2 тактов, уровень "0" - в течение (n-1)/2 тактов. При n=3 режим не выполняется. Сигнал на входе СЕ как и в режиме 2, может использоваться для синхронизации.
Режим 4 служит для формирования программно-управляемого строба. После загрузки управляющего слова на выходе появляется уровень "1". После занесения в счётчик начального значения при наличии сигнала "1" на разрешающем входе начинается счёт. По окончании счёта на выходе появляется сигнал "О" длительностью в один период входных импульсов. Для формирования следующего импульса необходимо снова перезагрузить канал. Перезагрузка счётчика во время счёта приводит к следующему: загрузка младшего байта не влияет на текущий счёт, загрузка старшего байта запускает новый цикл счёта.
В режиме 5 на выходе канала формируется сигнал "О", длительностью в один период входных сигналов по окончании счёта. Каждый положительный сигнал СЕ запускает счётчик или перезапускает его, если счёт не завершен. Перезагрузка счётчика новым числом во время счёта не влияет на длительность текущего цикла, но следующий цикл уже будет иным.
Управляющее слово для заданного счётчика устанавливает режим работы, запись и считывание одного или двух байтов, составляющих содержимое счётчика, счёт в двоичной или двоично-десятичной системе счисления. Вслед за управляющим словом заносится начальное значение указанного счётчика. При записи обоих байтов они заносятся последовательно с помощью двух команд при одинаковом адресе на входах АО, А1. Вначале загружается младший байт, а затем старший байт.
Считывание содержимого любого счётчика может быть выполнено двумя способами. В первом случае считывание осуществляется одной или двумя командами ввода (IN) в зависимости от значений разрядов D4, D5 управляющего слова. В этом случае необходимо приостановить счёт на время чтения путем подачи сигнала "О на вход СЕ (кроме режима 1), либо с помощью дополнительных логических схем блокировать поступление тактовых сигналов на вход канала. Во втором случае чтение осуществляется без останова работы счётчика, чтение "на лету". Для этого в таймер заносится управляющее слово с разрядами D4=D5=0. Значения разрядов D0...D3 при этом несущественны. Содержимое заданного счётчика копируется в специальный буфер, откуда считывается обычным путем. В любом случае операция считывания (1 или 2 байта) должна быть проведена полностью.
По заданию необходимо сформировать «0» импульс длительностью 0,87 с, задержанный относительно переднего фронта внешнего импульса сигнала на 0,56 с.
Выбор режимов работы каналов таймера.
Алгоритм работа таймера: формирование ‘1’ импульса длительностью tи с периодом T при наличии '1’ внешнего разрешающего сигнала.
Требуемый по заданию режим невозможно реализовать на одном канале таймера, так как такой режим не предусмотрен. Поэтому применим декомпозицию заданного режима. Видно, что необходимо организовать задержку относительно входного сигнала и сформировать импульс заданной длительности. Оба режима являются стандартными режимами таймера. Поэтому один канал используем для задания задержки (СЧ0, режим **), а второй (СЧ1, режим **) – для задания длительности импульса.
Для формирования заданных временных интервалов используем тактовую частоту процессора с выхода буфера шины управления CLKS.
Рассчитаем загрузочные числа счетчиков. Предварительный расчет показывает, что при длительности тактового сигнала == …. нс, емкости счетчиков недостаточно (она составляет ≈65350). Поэтому используем счетчик СЧ2 для понижения частоты (увеличения длительности периода) тактового сигнала.
Выберем частоту =, тогда рассчитаем все загрузочные числа:…..
Выбираем 3 режим работы канала 0. В данном режиме таймер работает как делитель входных сигналов с на n (генератор меандра). Тактовый импульс с ГТИ поступает на вход C0, на вход CEO подаём 1. Записываем в счётчик запрограммированное число n=0,001/0,000005=2000. На выходе счётчика OUT0 получаем меандр с параметрами T1=1 мс и f=1 кГц. Выход OUT0 подаю на вход С1 ПТ.
Для второго канала выбираем режим работы 2 (генератор импульсный). В данном режиме ПТ работает как делитель входных сигналов С на n. На CE1 подаём 1. Формируем сигнал с периодом T=0,87 с, для этого в счётчик записываем запрограммированное число n1=0,87/0,001=870. Выход канала OUT1подаю на вход C2 таймера.
Для третьего канала используем режим 4 (одиночный программно-управляемый сигнал). Записываем в него запрограммированное число 560, на вход CE2 подаём 1. В результате получаем, что после занесения в счётчик начального значения при наличии сигнала "1" на разрешающем входе начинается счёт. По окончании счёта, через 0,54 с на выходе появляется сигнал "0" длительностью в один период входных импульсов, т. е. 0,87 с. Для формирования следующего импульса необходимо снова перезагрузить канал.
В таблице 10 представлены управляющие слова каждого счётчика.
Таблица 10 – Управляющие слова каждого счётчика
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 СТ0 0 0 1 1 x 1 1 0 СТ1 0 1 1 1 x 1 0 0 СТ2 1 0 1 1 1 0 0 0
Данные для загрузки в третьем режиме канала 0:
2000d -> 0000 0111 1101 0000b -> 07D0h;
Данные для загрузки во втором режиме канала 1:
870d -> 0000 0011 0110 0110b -> 0366h;
Данные для загрузки в четвёртом режиме канала 2:
560d -> 0000 0010 0011 0000b -> 0230h.
Схема подключения таймера показана на рисунке 6.2. Так как в данном курсовом проекте используется раздельная карта памяти для ЗУ и УВВ, то для временной синхронизации таймера используем сигналы (синхронизация записи УВВ) и (синхронизация чтения УВВ), которые, соответственно, подаются на входы и таймера. Для включения таймера будем использовать сигнал , который подадим на вход выбора кристалла. На вход таймера C1 подаём сигнал - тактовые импульсы с частотой 2 МГц.



Рисунок 8 – Схема подключения таймера

СПЕЦИФИКАЦИЯ 4

















6.2 Описание общих принципов подключения датчиков и исполнительных устройств
Исполнительным устройством является импульсный осветитель. Так как МП работает с небольшими напряжениями и токами, то при подключении данного устройства к моей системе нужно реализовать оптоволоконную развязку.
Подключать исполнительное устройство необходимо с помощью ППА. Выберем для этого порт А. Сформируем управляющее слово для ППА:
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 0 0 0 X X X X Так для подключения устройства мы используем только группу А, а группы В и С используют значения в разрядах управляющего слова D3-D0, то данные разряды нам безразличны.

6.3 Разработка схемы подключения цифрового датчика и контактных датчиков через ППА.

Рисунок 9 – Подключение датчика и ИУ к ППА
СПЕЦИФИКАЦИЯ 5
7. МОДУЛЬ ДЕШИФРАЦИИ УСТРОЙСТВ ВВОДА/ВЫВОДА
Задача дешифратора адреса состоит в том, чтобы обеспечить МП доступ к МС. Старшие разряды ADR7-ADR2 c ША посылаются на дешифратор адреса, для выбора МС, а младшие служат для управления каналами МС. Режимы работы (чтение, запись в МС) МС УВВ или МС ПТ формируются МП посредством сигналов с ШУ. В данной курсовой работе используется раздельная карта памяти, а это означает, что дешифрацию адресов необходимо разрабатывать отдельно для памяти и для устройств ввода-вывода и программируемого таймера.
По заданию устройства ввода/вывода должны располагаться в адресном пространстве 10h-40h. Используя дешифратор К555ИД7 нам нужно сформировать сигналы .
Начало зоны допустимых адресов имеет вид:
10h -> 0001 0000b
Конец зоны допустимых адресов имеет вид:
39h -> 0011 1001b
Для получения первого адреса для модуля связи с оператором, нужно два младших разряда обнулить, а к третьему добавить 1. Для получения последнего адреса нужно два младших разряда сделать единицами. Аналогичные процедуры проделаем с таймером и модулем связи с объектом. В заданном диапазоне можно несколько вариантов адресов устройств. Наиболее удобными для дешифрации адресами являются:
Модуль связи с оператором: 0001 0000b – 0010 0000b (10h - 20h)
Модуль связи с объектом: 0100 0100b – 0100 0111b (20h – 30h)
Таймер: 0100 1100b – 0100 1111b (30h – 39h)
Функции, которые нужно реализовать на дешифраторе имеют вид:

Схема дешифрации адресов внешних устройств показана на рисунке 10.

Рисунок 10 – Схема дешифрации внешних устройств

8. КАРТА ПАМЯТИ/УВВ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ
8.1. Карта памяти
В разрабатываемой системе используется совмещенная карта памяти, которая имеет вид изображенный на рисунке:
Рисунок 11

8.2 Блок-схема алгоритма программы МОНИТОР
Программное обеспечение систему управления включает программу инициализации системы при ее включении и основную рабочую программу.
Разрабатываемая система управления с микропроцессором оборудована блоком связи с оператором, который позволяет осуществлять ввод и индикацию данных, а также вызов на исполнение набора управляющих функциональных задач. Задачи запускаются в работу с помощью соответствующих функциональных клавиш. Следовательно, система является обслуживаемой оператором и должна быть воспринимать управляющие действия оператора и реагировать на них. В таких системах возможно несколько вариантов организации реакции системы на воздействия оператора: программный, по прерыванию и комбинированный.
При программном способе организации связи с оператором программа постоянно производит ввод состояния клавиш клавиатуры, определяет событие нажатия и код нажатой клавиши. В зависимости от кода клавиши осуществляется переход на соответствующий программный модуль, который выполняет возложенные на него функции.
При работе по прерываниям. Сигнал сообщает процессору о наступлении какого-либо события. При этом выполнение текущей последовательности команд приостанавливается, и управление передаётся обработчику прерывания, который реагирует на событие и обслуживает его, после чего возвращает управление в прерванный код.
При комбинированном способе реакция на нажатие ряда клавиш может приводить к возникновению прерывания, а другие опрашиваются в программном режиме.
В задании на разработку системы указано, что система прерываний не разрабатывается и в проектируемой части системы не используется, поэтому используем программный способ организации.
При программной организации взаимодействия с оператором эта функция возлагается на программу-оболочку, которую обычно называют монитором. Монитор осуществляет ввод состояния клавиш и дальнейшие действия соответствующие нажатой клавише. Блок-схема алгоритма монитора при программной связи с оператором приведена на Рис. 12.

Рисунок 12
(Блок-схема алгоритма следует из заданного формата чисел при вводе и способа организации ввода – т.е. используемых для этого клавиш; свободные клавиши можно применить для вызова функциональных программ (подпрограмм).

8.3. Блок схема алгоритма и программа инициализации
В разработанной системе это программа выполняет действия, перечисленные в блок-схеме алгоритма этой подпрограммы, который изображен на Рис. 18 .

Рис. 13 Алгоритм подпрограммы инициализации

Текст программы инициализации системы на языке ассемблера МП КР580ВМ 80.
INIT:
LXI SP, 8DFFh


MVI A, 81h ППА1
STA D000h Управляющее слово


MVI A, AEh ППА2
STA D040h Управляющее слово


MVI A, 10h Таймер (CT0)


STA D008h Управляющее слово Счетчик 0


MVI A, A8h


STA D009h Младший байт загрузочного слова СТ0
MVI A, 7Ah
STA D009h Старший байт загрузочного слова СТ0


MVI A, 76h Таймер (CT1)


STA D008h Управляющее слово Счетчик 1
MVI A, 32h
STA D00Ah Младший байт загрузочного слова СТ1
MVI A, 00h
STA D00Ah Старший байт загрузочного слова СТ1


MVI A, B6h Таймер (CT2)


STA D008h Управляющее слово Счетчик 2
MVI A, 30h
STA D00Bh Младший байт загрузочного слова СТ2
MVI A, 5Ch
STA D00Bh Старший байт загрузочного слова СТ2
JMP MONITOR




ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В разработанной микропроцессорной системе на базе комплекта K580 решены следующие задачи:
- разработана структура микропроцессорной системы
-выбраны и рассчитаны электронные компоненты
-выбраны и обоснованы протоколы связи
-написаны программы «Монитор» и инициализации.

ЛИТЕРАТУРА
1. 2. Микросхемы интегральные серии КР580...К744 справочник "Электронстандарт", 1993
3. Хвощ С. Т., Варлинский Н.Н. Попов Е.А. "Микропроцессоры и микроЭВМ в системах автоматического управления" справочник ,1987
4. Отраслевой стандарт "Микросхемы интегральные серии 533, К555" Руководство по применению официальное издание, 1985
5. Микросхемы интегральные серии КР556...КР573 справочник "Электронстандарт", 1993


ПРИЛОЖЕНИЯ





10












10

л



























































































































































10












10












10












10





































10