Цифровое устройство с ацп

Блок 1. Начало бесконечного рабочего цикла. Выполняем сброс АЦП. На выводе процессора START, соединенном с парой входов АЦП и , выставляем высокий уровень.Блок 2. Сброс – не мгновенная процедура. Даем небольшую выдержку в 1 мс.Блок 3. Переводим вывод процессора START в состояние низкого уровня. Запускаем процесс преобразования в АЦП.Блок 4. Как было уже сказано выше, в период выполнения преобразования АЦП «занят», о чем свидетельствует сигнал низкого уровня на его выходе . Циклически опрашиваем одноименный вход процессора BUSY, ждем, пока на нем не появится сигнал высокого уровня.Блок 5. Процесс преобразования в АЦП закончен. На его информационных выводах DD0 – DD7 появился устойчивый сигнал, отображающий в параллельном коде 8-битное число – результат преобразования. Считываем его.Блок 6. Масштабирование результата. В соответствии с заданием диапазон измеряемого напряжения 0 – 10 В. Восьмибитный результат преобразования АЦП представлен числами в диапазоне 0 – 255. Т.е. входному напряжению 0 В соответствует результат преобразования 0, а входное напряжение 10 В будет представлено числом 255. Необходимо выполнить масштабирование, т.е. приведение результата преобразования АЦП к виду трехзначного представления на индикаторе измеренного напряжения в вольтах «АВ,С», где «А» - десятки вольт, «B» - единицы вольт, «С» - десятые доли вольт. Для упрощения математических вычислений масштабирование проведем в два этапа. Первый этап. Входным делителем уменьшим входное напряжение АЦП до такого уровня, чтобы уровню измеряемого напряжения 10 В соответствовал результат преобразования 200.Второй этап. Делим результат преобразования на 2.В результате выполнения двух этапов получаем требуемый результат. Входному напряжению 10,0 В будет соответствовать число N=100.Блок 7.Раскладываем результат на три десятичных разряда: десятки вольт, единицы вольт, десятые доли вольта.Блок 8.Поразрядно перекодируем полученный результат из десятичной системы кодирования в символы семисегментного индикатора. Блок 9.Выводим полученную информацию через параллельные порты микроконтроллера на управления индикаторами.Блок 10. Выполняем задержку 199мс. Переходим к началу бесконечного рабочего цикла (блок 1).3.4 Программа на языке АссемблерУправляющая программа микроконтроллера на языке программирования Ассемблер представлена ниже; Адреса расположения результата вычисленийXLEQU20hXMEQU21hXHEQU22h; Резервирование имен задействованных портовSTART EQU P3.7BUSY EQU P2.7ADCdata EQU P0; Начало программыorg 0jmpMain; Область векторов прерываний; Основная программаorg 30hMain:movSP,#100; Инициализция вершины стекаmovDPTR,#TAB; Задание базового адреса таблицыloop:; Блок 1. Сброс АЦПsetb START; Блок 2. Задержка 1 мсmov R0,#1call Delay1; Блок 3. Запуск преобразования АЦПclr START; Блок 4. Ожидание выполнения преобразованияM01: jnb BUSY,M01; Блок 5. Считывание результата преобразования АЦПmovA,ADCdata; Блок 6. Масштабированиеmov B,#2div AB ; деление на 2; Блок 7. Разложение результата по десятичным разрядамmov B,#100div AB ; числа деление на 100mov XH,Amov A,Bmov B,#10div AB ; деление остатка на 10mov XM,Amov XL,B; Блок 8,9. Перекодирование, вывод на индикатор; Вывод младшего разряда числаmovA,XLmovcA,@A+DPTR; Чтение байта из памяти программmovP1,A; Вывод среднего разряда числаmovA,XMmovcA,@A+DPTR; Чтение байта из памяти программmovP2,A; Вывод старшего разряда числаmovA,XHmovcA,@A+DPTR; Чтение байта из памяти программmovP3,A; Блок 10. Задержка 199 мсmov R0,#199call Delay1jmp loop; Подпрограмма задержки R0 * 1 mcDelay1:mov R2,#10D02:mov R1,#48D01:djnz R1,D01djnz R2,D02nopnopnopdjnzR0,Delay1ret; Массив знакогенератораTAB:db 11000000b,11111001b,10100100b,10110000b ;0,1,2,3db 10011001b,10010010b,10000010b,11111000b ;4,5,6,7db 10000000b,10010000b ;8,9End3.5 Расчет временных параметров выполнения программыАлгоритм работы устройства предполагает выполнение двух временных задержек 1 мс и 199мс. Оба временных интервала реализованы программным образом (три вложенных цикла). Задержка 1 мс выполняется однократным вызовом подпрограммы Delay1, время выполнения которой составляет 1 мс. Задержка 199 мс реализуется вызовом этой же подпрограммы 199 раз.Произведем расчет количества вложенных циклов подпрограммы Delay1 для организации временной задержки 1 мс.Требуемое количество машинных циклов микроконтроллера КМ1816ВЕ51 для организации задержки времени T определяется выражениемгде – частота кварцевого резонатора.В таблице 3.3 представлен исходный текст подпрограммы Delay1 с указанием количества машинных циклов выполнения составляющих ее команд.Таблица 3.4 - Исходный текст подпрограммы Delay1 с указанием количества машинных цикловКоманда/меткаАдрес (hex)Машинные коды(hex)Количество машинных цикловDelay1:mov R2,#10006F7A 0A1D02:mov R1,#48007179 2C1D01:djnzR1,D010073D9 FE2djnz R2,D020075DA FA2nop0077001nop0078001nop0079001djnz R0,Delay1007AD9 F12ret007C222При использовании указанных значений количества вложенных циклов (10 для внешнего и 48 для внутреннего циклов) время выполнения подпрограммы составляет 1 мс (рисунок 3.5)Рисунок 3.5 – Проверка продолжительности выполнения подпрограммы Delay1ЗАКЛЮЧЕНИЕЦель работы – качественное закрепление материала, полученного в процессе изучения дисциплины «Проектирование цифровых устройств», построение микро-ЭВМ на основе микроконтроллера серии 1816, в состав которой входит аналого-цифровой преобразователь, достигнута.В процессе выполнения курсового проектирования сформулированы и решены следующие задачи:1) описано назначение и область применения разрабатываемого устройства;2) выбрана и описана структурная схема;3) составлена и описана функциональная схема;4) рассчитана мощность, потребляемая устройством;5) выполнено проектирование источника питания;6) составлена блок-схема алгоритма работы микропроцессорной системы;7) написана программа на языке Ассемблера, выполнена ее отладка, произведен расчет временных параметров.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ1.Теоретические основы электроники: В 3-х т. Учебник для вузов. Том 2. – 4-е изд./ К.С. Демирчан, Л.Р. Нейман, Н.В. Коровкин, В.Л. Чучурин. – СПб.: Питер, 2006. – 576 с.: ил.2.НЕФЕДОВ А.В. Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги: Справочник в 12 томах. -М.: ИП РадиоСофт, 2000.3.1. Сторожев В.В. Системотехника и мехатроника технологических машин и оборудования / В. В. Сторожев, Н. А. Феоктистов; под ред. д.т.н., профессора Феоктистова Н.А. — М. : Дашков и К°, 2015.4.Аверченков О.Е., Схемотехника: аппаратура и программы. – М.: ДМК Пресс, 2012. – 558 с.5.Техническая информация [Электронный ресурс]: https://eandc.ru/pdf/mikroskhema/kr1816ve51.pdf6.Техническая информация [Электронный ресурс]: http://www.alfarzpp.lv/rus/sc/572pv3.pdf7.Техническая информация [Электронный ресурс]: http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/53589/FAIRCHILD/LM741.html8.Васерин Н. Н., Дадерко Н. К., Прокофьев Г. А. Применение полупроводниковых индикаторов, "Энергоатомиздат", 1991 г.ПозицияФорматОбозначениеНаименованиеКол.листов№ экз.Приме-чание1А4КП 09.02.01 190224 00 ПЗЦифровое 311устройство с АЦППояснительная записка2А1КП 09.02.01 190224 01 ЭЗЦифровое11устройство с АЦПСхема электрическаяпринципиальная3А4КП 09.02.01 190224 00 ПЭЦифровое11устройство с АЦППеречень элементовПоз.обозн.НаименованиеКол.ПримечаниеМикросхемыDA1КР572ПВ31DA2К142ЕН5А1DD1КМ1816ВЕ511ДиодыVD1,VD2КЦ405Б2VD3КС207А1КонденсаторыОЖО 460.061 ТУС1,С10КМ-6А-Н90-0,1 мкФ 1C2,C7,С10К50–35 – 470мкФ х 16В±10%3C3КМ– 5Б Н90 -30 пФ х 50В±10%1C4КМ– 5Б Н90 – 10нФ х 50В±10%1C5,C6КМ– 5Б Н90 -27 пФ х 50В±10%2С8К50–35 – 470мкФ х 25В±10%РезисторыОЖО 467.404 ТУR1-R22МЛТ-0,25-1,3кОм±5% 22R23-R24МЛТ-0,125-10 кОм±5% 2R25МЛТ-0,125-4,7 кОм±5% 1R26МЛТ-0,25-620 Ом±5%1Кварцевый резонаторZQ1РПК01 HC-49SM 12,0 МГц1ИндикаторыHG1-HG3E10561-G-UR-0-W3Стандартные изделияXS1,XS2Разъем KLS2-104-5.00-02P-4S2TV1Трансформатор ТПП204-127/220-501FU1Предохранитель 0,1 А1SA1Выключатель SPA1101