close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

TsUiMP KURSACh 01

код для вставкиСкачать
Введение
При измерении каналов связи или приеме телеметрической информации в ЭВМ часто возникает необходимость обеспечить сбор данных. При этом опрос аналоговых сигналов в виде напряжений или токов сопровождается их преобразованием в цифровую форму и размещением в некоторой области оперативной памяти с целью последующей обработки и отображения.
Данная работа посвящена устройству сбора данных на микропроцессорной основе. При разработке микропроцессорного устройства необходимо составить его структурную схему, организовать на микросхемах оперативную память заданной емкости, написать по составленному алгоритму как на языке ассемблера, так и в машинных кодах и оценить быстродействие разработанного устройства.
Исходные данные: F=610 , M= 04F6, Q=8K∙8, R=D, BEG=1A4D
1.1 Организация ОЗУ
Оперативная память организована на базе больших интегральных схем и полупроводниковых ОЗУ.
Выбор БИС осуществляют, исходя из разных критериев:
- минимизация аппаратных затрат;
- минимизация потребляемой мощности;
- повышения быстродействия МПС и других.
Число микросхем m оперативной памяти требуемой мощности емкости MT определяют по формуле
m=MT/M1
При наращивании разрядности организуют линейки. Количество микросхем в каждой линейке
m1=nT/n
Количество линеек определяют по формуле
mЛ=m/m1
Исходя из минимизации аппаратных затрат выберем микросхему ОЗУ КР537РУ17. Она содержит 8К ячеек с разрядностью 8 бит. Для построения ОЗУ емкостью 8Кх8 потребуется одна такая микросхема, так как
m=8192∙8/(8∙1024∙8)=1
На рисунке 1 приведена схема построения такого ОЗУ. У данной микросхемы количество адресных входов А=13, так как 213 обеспечивает адресацию 8192 ячеек памяти разрядностью 8 бит. При организации одной микросхемы ОЗУ в одну линейку получается заданная емкость Q=8K∙8.
Технические характеристики выбранной микросхемы КР537РУ17 с соответствующей емкостью:
Напряжение источника питания 5 В
Время цикла 200 нс
Потребляемая мощность 200 мВт
Технология КМДП
1.2 Организация УСД Начальный адрес 04F6 ячейки памяти области ОП, отведенной для сбора данных, будем хранить в паре регистров HL. Текущий адрес аналогового канала в соответствии с заданием будем помещать в регистр D. Рисунок 2 Примем порядок пороса аналоговых каналов, начиная с канала, имеющего номер 0. Чтобы обеспечить формирование признака завершения цикла сбора данных, в регистр В поместим число F. В моем варианте F=610. Тогда блок-схема алгоритма сбора данных будет иметь вид рисунка 3.
В блоке 1 в пару регистров HL загружаем начальный адрес М=04F6. В блоке 2 в регистр В загружается чисто 6h. В блоке 3 регистр R=D служит счетчиком адресов аналоговых каналов. В него загружается адрес первого канала ∅∅h. Затем этот адрес через аккумулятор и устройство вывода № 1 ( блоки 4 и 5) поступает на адресный вход коммутатора, как показано на рисунке 2. Коммутатор подключает первый канал ко входу АЦП и запускает последний. МПУ переходит в режим ожидания окончания акта преобразования в АЦП ( блоки 6,7 и 8). Сигнал с выхода ОК (окончание) АЦП заносится в младший разряд регистра - порта №2. Пока ОК=0, акт в АЦП не окончен. В этом случае блоки 6+8 обеспечивают запись триггер-флага с нуля и происхождение программы по малому циклу. Данный режим выполнения программы продолжается до тех пор, пока сигнал ОК на выходе АЦП не станет равным 1. Так обеспечивается режим ожидания. Как только ОК станет равным 1, то после выполнения команды блока 8 С=1 осуществляется запись данных с выхода АЦП в устройство ввода №1 и через аккумулятор микропроцессора в заданную ячейку оперативной памяти (блоки 9 и 10)
Далее формируется адрес следующих: ячейки памяти (блок 11) и аналогового канала (блок 12). Новый адрес канала засылается в аккумулятор (блок 13). В блоке 14 выполняется операция сравнения содержимого регистров D и B. Равенство D=B=0 говорит о том, что все каналы опрошены и срабатывает нулевой признак z=1, цикл сбора данных завершен. Если z=0, то осуществляется опрос следующего канала, так как при выполнении операции сравнении, содержимое аккумулятора остается неизменным, то есть в нем по-прежнему, содержится адрес следующего канала, загруженный в блок 13. Таким образом, пока адрес очередного аналогового канала, сформированный в регистре D, в блоке 12, остается меньше 6h, обеспечивается прохождение программы по большому циклу. Программа на языке ассемблера представлена в таблице 1. Т а б л и ц а 1 №МеткиМнемокодОперандыКомментарий БайтыЦиклыТакты1 LXIH, 04F6hHL04F6h33102 MVIB, 6hB6h2273 MVID, 00hD00h2274 MOVA, DAD1155K2OUT1Уст. Выв. №1(А)23106K1IN2АУст. Ввода № 223107 RRC AСдвиг в право(A)1148 JNCK1Организация цикла33109 IN1АУст. Ввода №1231010 MOVM, AМ(HL)(А)12711 INXH HL(HL)+1
Увеличение содержимого на 111512 INRDD(D)+1
Перейдем к адресу след. канала11513 MOVA, DA(D)11514 CMPB(A) - (B)11415JNZK2Проверка регистра Z . Если z≠0, то переходим к К13310
В комментариях таблицы 1 использованы сокращения: Сдв.П (А) - сдвиг вправо содержимого регистра А, УП - условный переход.
Размещение программы представлено в таблице 2.
Т а б л и ц а 2
№ командыАдрес 1611A4D
1A4E
1A4F21A50
1A5131A52
1A5341A5451A55
1A5661A57
1A5871A5981A5A
1A5B
1A5C91A5D
1A5E101A5F111A60121A61131A62141A63151A64
1A65
1A66
Число ячеек ОП, отводимых под команду, определяется числом байтов в команде. В таблице 2 стрелками показана последовательность выполнения команд. В командах условного перехода, где последующее выполнение той или иной команды зависит от условия, указаны пары стрелок, рядом с которыми значения сигналов условий.
В таблице 3 представлена программа в кодовых комбинациях.
Т а б л и ц а 3
№ командыАдрес ОП16Команда2Команда16Комментарий11A4D0000 010004HL04F61A4E1111 0110 B2F6B2 младший байт1A4F0000 0110 B304В3 старший байт21A500000 011006В6h1A510001 00001031A520001 011006D00h1A530000 00000041A540111 10107AAD51A551101 0011D3Уст. Выв. №1(А)1A560000 00010161A571101 1011DBАУст. Ввода № 21A580000 00100271A590000 11110FAСдвиг в право(A)81A5A1101 0001D2УП при С=0 переход1A5B0101 0111 В257К ячейке 1A57, В3 ст.1A5C0001 1010 В31Абайт В2 мл. байт91A5D1101 1011DBАУст. Ввода №11A5E0000 000101101A5F0111 011177М(А)111A600010 001123HL(HL)+1121A610001 010014D(D)+1131A620111 10107АA(D)141A631011 1011B8(A)(B)151A641101 0010С2УП при Z=0 переход1A650101 0101 В255к ячейке 1A551A660001 1010 В31АВ3 ст байт, В2 мл. байт1.3 Оценка быстродействия микропроцессорного устройства
Для того, чтобы оценить быстродействие устройства необходимо определить длительность периода синхроимпульсов. Для этого достаточно воспользоваться известной формулой:
Теперь из таблицы подсчитываем общее число тактов, необходимое для выполнения программы. Для ввода данных начального условия необходимо 29 тактов (1,2,3,4 блоки). На один период малого цикла уйдёт 10+10+4+10+10+7+5+5+5+4+10=80 тактов. Всего таких проходов F=610, что потребует 80∙6=480 тактов. В итоге длительность цикла сбора данных составит t=(29+480) ∙2 мкс=1018 мкс Заключение
Эта работа предназначалась для того, чтобы мы научились проектировать программируемые электрические устройства, основанные на микропроцессорах, ОЗУ, АЦП, дешифраторах и других приборах микроэлектроники. В данной работе я попыталась разработать функциональную схему устройства поочерёдного опроса, сбора и записи данных с измерительных устройств в устройство хранения данных (ОЗУ). Также я научилась составлять блок схему программы работы устройства на языке ассемблера и в двоичном коде, получил навыки разработки функциональной схемы устройства, научился планировать размещение программы и входных данных в ОЗУ, оценить быстродействие устройства в тактах и во времени.
Список литературы
1. Бойко В. И. "Схемотехника электронных систем. МП и МК", "БВХ-Петербург", Санкт-Петербург 2004.
2. Евреинов Э. В., Фёдоров Б. Н. "Цифровая и вычислительная техника", "Радио и связь" 1991.
3. Петрищенко С. Н. " Методические указания и задание к выполнению курсовой работы", АУЭС, Алматы 2008.
4. Лебедев О.Н. Микросхемы памяти. ЦАП и АЦП: Справочник. -М.: Радио и связь, 1994
10. Калабеков Б.А. Микропроцессоры и их применение в системах передачи и обработки сигналов. -М.: Радио и связь, 1998
3
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
12
Размер файла
99 Кб
Теги
kursach, tsuimp
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа