close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

tsuimp kursach

код для вставкиСкачать
Некоммерческое акционерное общество
"АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ"
Кафедра электроники
Курсовая работа по дисциплине "Цифровые устройства и микропроцессоры"
Специальность: 5В071900 Радиотехника, электроника и телекоммуникация
Выполнил: Харипов Б.М. Группа: РЭТ-11-09
Номер зачетной книжки: 113038
Руководитель: Петрищенко С.Н.
_____________________________ "____" _____________________2013г.
Алматы 2013
Содержание
Введение.......................................................................................3
Техническое задание........................................................................4
1. Проектировка структурной схемы устройства сбора данных (УСД)..........5
2. Программа работы УСД...............................................................7
2.1 Алгоритм работы устройства..................................................7
2.2 Составление программы на языке ассемблера и её размещение в ОЗУ................................................................................10
Оценка быстродействия устройства...................................................13
Заключение...................................................................................14
Список литературы........................................................................15
Введение
Курсовая работа по дисциплине "Цифровые устройства и микропроцессоры" предназначена главным образом для того чтобы студент получил навыки схемотехники, организации и программирования микрокомпьютеров. Данная работа показывает все возможности данной дисциплины в области телекоммуникаций. Задачей курсовой работы является углубление знаний, полученных при изучении курса, а также развитие навыков самостоятельной работы с технической и справочной литературой. Основной задача это разработка функционально законченного устройства для обработки входных сигналов линии с использованием цифровых устройств и аналого-цифровых узлов.
Техническое задание
Спроектировать устройство сбора данных (УСД), которое должно работать следующим образом: последовательно опрашивая аналоговые сигналы, поступающие на F входов коммутатора каналов (КК), необходимо с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) преобразовать эти сигналы в цифровую форму (двоичные слова разрядностью 1 байт=8бит) и разместить в некоторую область оперативного запоминающего устройства (ОЗУ), начиная с ячейки, имеющей адрес с символическим названием М. УСД имеет в своем составе ОЗУ емкостью Q = N·n (N ячейка с разрядностью n) и форматом адресного слова 2 байта =16 бит. Синхронизация работы микропроцессорной системы осуществляется от генератора тактируемых импульсов (ГТИ). Частота синхронизации f=500 кГц.
Исходные данные
* Число входов коммутатора каналов F=9
* текущий адрес очередного канала должен храниться в регистре R=В
* область оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) M=012A ёмкость ОЗУ Q=32768x8
* программа будет размещаться в памяти начиная с ячейки с адресом BEG=031A
Требуется:
а) проработать вопрос организации ОЗУ;
б) реализовать УСД в виде микропроцессорного устройства, выполненного на основе микропроцессора (МП) i8085. При этом, текущий адрес очередного канала должен храниться, согласно заданному варианту таблицы 1, в регистре R. Микропроцессорное устройство необходимо довести до уровня структурной схемы, составить программу его функционирования на языке ассемблера, составить таблицу размещения программы в памяти, начиная с ячейки с адресом BEG, а также составить программу в кодовых комбинациях (на машинном языке);
в) оценить быстродействие УСД .
1. Проектировка структурной схемы устройства сбора данных (УСД)
Сначала выбираем микросхемы, которые будем использовать для решения поставленной перед нами задачи. Выберем микросхему HM62256 с организацией 32K×8 для ОЗУ. Она содержит 32K ячеек с разрядностью 8 бит. В нашем случае нужно использовать одну микросхему данного типа. Обращение к ячейке, расположенной в той или иной линейке, обеспечивается с помощью управляющего сигнала CS - выбор кристалла. Для простоты примем, что микросхема в любой реализации имеет всего один вход CS. Тогда при CS =1 обращение к кристаллу (микросхеме) в данной линейке ОЗУ будет заблокировано. При CS =0 обращение разрешается(работает). Для построения ОЗУ емкостью 32КХ8 потребуется 1 такая микросхема, так как где М1 - емкость одной выбранной микросхемы, Мт - требуемая емкость.
В этой микросхеме есть управляющий сигнал (добавлен сигнал разрешения выхода -OE). Когда этот сигнал пассивен (равен единице), входы/выходы данных микросхемы не функционируют независимо от режима работы, а если OE = 0 функционирует. Введение дополнительного сигнала позволяет более гибко управлять работой микросхемы. К тому же обычно в подобных микросхемах при пассивном сигнале -CS (равном единице) значительно уменьшается потребляемая мощность.
Рисунок 1. Схема построения ОЗУ.
На рисунке 1 приведена схема построения такого ОЗУ. У микросхемы количество адресных входов А =15, так как 215 = 32К. где ШУ - шина управления,
ШД - шина данных,
ША - шина адреса,
- устойчивое состояние выхода.
Применим микросхему HM62256. Рисунок 2. Структурная схема УСД.
Структурная схема УСД, построенного в виде микропроцессорного устройства (МПУ), представлена на рисунке 2. Кроме микропроцессора, АЦП, оперативной памяти (ОП) и коммутатора аналоговых каналов, схема МПУ содержит два устройства ввода и одно устройство вывода данных, роль которых могут выполнять программно-управляемые регистры-порты, например, многорежимные буферные регистры (МБР) К580ИК80А. В таком варианте МПУ и шина управления может состоять всего из двух линий: ЗАПИСЬ и ЧТЕНИЕ. На схеме рисунка 2 для простоты не показаны: дешифратор сигналов выборки модуля ОП (CS) и триггер-флаг АЦП (Тфл).
2. Программа работы УСД 2.1 Алгоритм работы устройства
По условиям задания Мhex = 012A BEGhex =031A, Mdec = 298, BEGdec = 794. Переведя из шестнадцатеричной системы счисления в десятичную систему мы видим, что программа начинается перед массивом, в который должны быть записаны снимаемые с АЦП данные. Зададим начальные условия в первых трёх блоках. В первом блоке записываем в парный регистр HL адрес хранения данных М = 012A. Во втором блоке в регистр B записываем число каналов F = 9 = Ah. Согласно заданию в качестве счётчика регистра применим регистр B - блок 3. В аккумулятор загрузим начальный адрес канала 00h.
Начинается цикл проверки количества проверенных каналов.
Начинается цикл проверки стробирующего сигнала.
Блок 5: число (адрес) записанное в аккумуляторе по шине данных передаём в устройство вывода №1. После чего срабатывают переключатели в коммутаторе каналов и соединяется устройство (амперметр, вольтметр, спектрометр или другое устройство) с АЦП. Блок 6: С выхода STR АЦП подаётся стробирующий сигнал в устройство ввода № 2. Двоичный код с АЦП поступает в устройство ввода №2. С устройства вывода № 2 передаём бит в регистр А. Блок 7: Так как это только один бит и для того чтобы определить его значения необходимо сдвинуть его с первой позиции сразу в триггер С, а нулевое значение бита С на место 15 бита и так далее. То есть произвести сдвиг всех битов слева на право.
Блок 8: После чего проверяем сигнальный флаг триггера С. Если триггер С равен нулю возвращаемся в пятый блок и так до тех пор пока не поступит стробирующий бит.
Конец цикла проверки стробирующего бита.
Блок 9: Двоичный код с АЦП поступает в устройство ввода №1. С адреса устройства считываем код и записываем значение сигнала в регистр А.
Блок 10: После чего необходимо переписать в первую ячейку выделенную под память.
Блок 11: Увеличиваем значение регистра HL на один в данном цикле программы, для того чтобы следующее значение не затёрло предыдущие.
Блок 12: Увеличиваем значение регистра D на один для того чтобы в следующем цикле включился следующий по счёту канал.
Блок 13: Записываем значение находящееся в регистре D в аккумулятор.
Блок 14: Вычитаем из значение регистра А значение регистра B.
Блок 15: Проверяем флаговый триггер Z. Если он равен нулю начинаем цикл заново, то есть возврат в блок 5
Заканчивается цикл проверки количества проверенных каналов.
Программа закончила свою работу.
Блок-схема
2.2 Составление программы на языке ассемблера и её размещение в ОЗУ.
В таблице 2 приведена таблица программы. Применим две метки M1 и M2 для циклов проверок.
Таблица 2.
№МеткиМнемокодОперандыКомментарий БайтыЦиклыТакты1 LXIH, 012AHL012Ah33102 MVID, 0AhD0Ah2273 MVIB, 00hB00h2274 MOVA, BAB1155M2OUT1А Уст. Выв. №123106M1IN2АУст. Ввода № 223107 RRC A Сдв П(А)1148 JNCM1Проверка триггера С33109 IN1АУст. Ввода №1231010 MOVM, AМ(А)12711 INXHHL(HL)+111512 INRBB(B)+111513 MOVA, BA(B)11514 CMPD(A) - (D)11415 JNZM2Проверка триггера Z 3310
В таблице 3 приведено соответствие команд и ячеек памяти, сохраненных данных и ячеек.
Таблица 3.
№ командыАдрес (hex)1031A
031B
031C2031D
031E3031F
03204032150322
032360324
03257032680327
0328
03299032A
032B10032C11032D12032E13032F140330150331
0332
0333
В таблице 4 приведена программа цикла в кодовых комбинациях.
Таблица 4.
№ командыАдрес ОП16МнемокодОперадныКоманда 2Команда 16Комментарий1031A
031B
031CLXI
H, 031A
0010 000121HL←031A
B3 ст.байт
B2 мл.байт0001 00010310011 0110A2031D
031EMVI
D, ØAh
0000 011006D←A160000 11100A3031F
0320MVIB, ØØh0001 011016B←000000 00000040321MOV
A, B
0111 10107AA←(B)50322
0323OUT11101 0011D3А←У.выв№10000 00010160324
0325IN
21101 1011DBА←(У.ввода№2)0000 00100270326RRC0000 11110FА←сдв.П(А)80327
0328
0329JNCМ11101 0010D2УП при С=0 переход к ячейке 0327
B3 ст.байт
B2 мл.байт1000 11001A0100 1100039032A
032BIN
1
1101 1011DBА←(У.ввода№1)0000 00010110032CMOVM, A0111 011177М←(А)11032DINX
H
0010 001123HL←(HL)+112032EINRB0001 010014B←(B)+113032FMOVA, B0111 10107AA←(B)140330CMP
D
1011 1011BB(A)-(D)150331
0332
0333JNZМ21100 0010C2УП при z=0 переход к ячейке 1A
B3 ст.байт
B2 мл.байт1000 10101A0100 110003
1 ОЦЕНКА БЫСТРОДЕЙСТВИЯ УСТРОЙСТВА
Для оценки быстродействия микропроцессорного устройства будем считать, что максимальная длительность преобразования АЦП меньше длительности периода синхроимпульсов Т=2 мкс. Тогда в соответствии с таблицей 3 получим: на выполнение команд 1 ÷ 4 требуется 10+7+7+5=29тактов. На один проход по большому циклу (на выполнение команд 5 ÷ 15) нужно 10+10+4+10+10+7+5+5+5+4+10=80 тактов. Всего таких проходов F=910, что требует 80∙9=720 тактов. В итоге длительность цикла сбора данных составит t = (29+720) ∙2 мкс=1498 мкс.
Заключение
В данной курсовой работе мы спроектировали устройство сбора данных на микропроцессорной основе, на примере микросхемы HM 62256. Проработали вопрос организации ОЗУ МП-системы. ОЗУ емкостью M=N*n (N ячейки с разрядностью n) и форматом адресного слова 2 байта = 16 бит.
Преобразовали структурную схему и блок-схему алгоритма функционирования МПС и составили программу на языке ассемблера в мнемонических и машинных кодах с размещением ее в ОЗУ, начиная с ячейки c 031А.
Оценили быстродействие микропроцессорного устройства. Список литературы
1. С.Н.Петрищенко, Программа, методические указания и курсовая работа, АИЭиС, Алматы 2008.
2. Суэцу Харуками, Микропроцессорные системы управления, 2008. 3. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника.- СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2000. - 528 с.
4. Бойко В.И., Гуржий А.Н., Жуйков В.Я. и др. Схемотехника электронных устройств. Цифровые устройства.- СПб.: БХВ - Петербург, 2004. - 512 с.
5. Бойко В.И., Гуржий А.Н., Жуйков В.Я. и др. Схемотехника электронных устройств. Микропроцессоры и микроконтроллеры.- СПб.: БХВ - Петербург, 2004. - 464 с.
2
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
23
Размер файла
246 Кб
Теги
kursach, tsuimp
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа