История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
Топ:
Устройство и оснащение процедурного кабинета: Решающая роль в обеспечении правильного лечения пациентов отводится процедурной медсестре...
Установка замедленного коксования: Чем выше температура и ниже давление, тем место разрыва углеродной цепи всё больше смещается к её концу и значительно возрастает...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов...
Интересное:
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Дисциплины:
2020-04-01 | 50 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Кафедра ЭВС
К защите допускаю
“ “ ________ 2001 г.
Руководитель работы
Давыдов А.Б.
Пояснительная записка
к курсовому проекту на тему:
“Цифровой измеритель
времени”
Выполнил:
Студент гр. 810702
Демух А.
Проверил:
Давыдов А.Б
Минск 2001 г.
Содержание
Введение
1 Анализ задачи
2 Функции выполняемые системой
3. Интерфейс Система-пользователь
4 Выбор соотношения между аппаратной и программной частями.
5. Проектирование аппаратных средств системы. Разработка функциональной и принципиальной схемы системы
6. Описание работы системы по принципиальной схеме.
6.1. Формирование адреса и данных.
6.2 Принцип работы устройства ввода информации.
6.3. Обмен информацией в системе.
6.4. Схема сброса устройства
6.5. Подключение схем индикации
7. Программа
Заключение
Литература
Введение
В настоящее время благодаря широкому распространению дешёвых микрокомпьютеров их влияние на повседневную жизнь усиливается с каждым годом. В домах появляются различные устройства и приспособления, имеющие целью повысить жизненный уровень населения, украсить их быт, автоматизировать многие процессы в повседневной жизни, упростить и зачастую попросту обезопасить жизнь людей.
Несмотря на то, что первые электронные цифровые вычислительные машины появились сравнительно недавно, ЭВМ приобретают всё большее и большее значение в повседневной жизни.
В настоящее время благодаря широкому распространению дешёвых микрокомпьютеров можно ожидать, что в недалёком будущем их влияние ещё больше усилиться.
Конструирование электронных схем из конденсаторов и резисторов состоит в определении параметров этих компонентов, измеряемых фарадами и омами, а также в уточнении ограничений по напряжению и мощности. Их функциональные и эксплуатационные характеристики заранее известны.
|
Микрокомпьютер, в отличие от других компонентов не обладает фиксированным набором функциональных характеристик. Его характеристики определяются во время проектирования системы с помощью процесса, называемого программированием. Практически неограниченный диапазон программируемых функциональных возможностей микрокомпьютера придаёт этому компоненту особое значение.
Проектирование аппаратуры и программного обеспечения должно проводиться на системной основе с целью минимизации, как стоимости проектирования, так и времени, затрачиваемого на разработку.
Таким образом, основываясь на общих положениях, изложенных выше, можно сделать заключение, что система, спроектированная с помощью и на основе микропроцессора, будет в большей мере соответствовать требованиям нынешнего времени и быть более дешёвой, по сравнению с системой, реализованной на дискретных элементах.
Анализ задачи
Исходя из снижения себестоимости устройства, необходимо спроектировать систему, которая отвечала бы требуемым параметрам и одновременно была недорогой. В ходе изучение задания, делаем следующие выводы:
1: Устройство должно быть максимально простым в использовании, так как будет использоваться преимущественно рядовыми сотрудниками;
2: Необходимо использовать наиболее дешёвые элементы и компоненты с целью снижения себестоимости устройства, тем не менее, они должны удовлетворять заданному условию по точности получаемого результата;
3: Необходимо оптимально разделить ресурсы между программной и аппаратной частями устройства с целью снижения стоимости/ повышения быстродействия/создания запаса по точности;
4: Необходимо создать защиту устройства от неквалифицированного пользователя;
5: Предусмотреть возможность модернизации устройства.
|
Для выбора компонентов устройства, необходимо знать критерии их выбора. По условию задания, необходимо в качестве «ядра» устройства использовать микропроцессор 8086. Для данной системы это оптимальный вариант: при малой цене он обладает достаточной производительностью (многое ещё зависит от состава микропроцессорной системы и качества программы «зашитой» в ПЗУ). В данной схеме можно обойтись без применения дополнительных контроллеров ввода/вывода, так как в этом нет необходимости - микропроцессор сам может формировать сигнал обращения к памяти или портам ввода/вывода, а также сигналы чтения /записи, тем более что нет необходимости обрабатывать прерывания от внешних устройств.
Также необходимо наличие портов ввода/вывода, набора регистров, обязательно наличие шинных формирователей, схем индикации для отображения информации, ОЗУ, ПЗУ, таймера а также дискретных элементов. Для вывода информации достаточно четырёх восьмисегментных схем индикации (семь сегментов + точка).
2. Функции, выполняемые системой
Анализируя условие задания можно выделить следующие функции, выполняемые системой:
1: Функция хранения полученных в ходе работы устройства данных. Данную функцию выполняет блок оперативной памяти. Блок оперативной памяти устройства в связи с этим должен обладать следующими свойствами (в идеале):
а) достаточным для данного устройства объёмом ОЗУ;
б) достаточным быстродействием;
в) высокой надёжностью;
г) низкой потребляемой мощностью;
д) возможностью дальнейшего наращивания.
2: Функция хранения «драйвера» устройства. Эту функцию выполняет блок ПЗУ. В связи с этим данный блок должен характеризоваться следующими параметрами (в идеале):
а) достаточным для данной программы объёмом;
б) возможностью перезаписи с целью улучшения работы «драйвера» устройства (применение новых алгоритмов, расширения диапазона применения);
в) низкой потребляемой мощностью;
г) высоким быстродействием;
д) требования надёжности.
3: Функция информационного обмена. Эту функцию выполняет блок ввода-вывода. К этому блоку предъявляются следующие требования (в идеале):
а) высокое быстродействие;
б) функциональная завершённость;
в) возможность работы при отсутствии внешнего контроллера.
4: Функция диалога система – пользователь. Эту функцию реализует система индикации и система ввода информации. К ним предъявляются следующие требования (в идеале):
|
а) достаточная яркость изображения;
б) защита от неправильного ввода информации;
5: Функция обработки поступаемых данных. Микропроцессор Intel 8086. Вследствие этого, основными требованиями к этим компонентам микропроцессорной системы являются требования по точности и быстродействию.
Таблица 5.1- назначение выводов микропроцессора ВМ86
Обозначения | Назначение | Тип |
Линии шины адреса/данных Линии адреса/состояния Разрешение старшего байта шины/состояния Чтение, МП выполняет цикл чтения Готовность, адресованное устройство готово к взаимодействию с МП Запрос прерывания Немаскируемое прерывание Входной сигнал, проверяемый командой WAIT Тактовые импульсы Сброс, заставляет МП немедленно прекратить выполняемые действия Минимальный/максимальный режим работы | Выход Выход Выход Выход Вход Вход Вход Вход Вход Вход Вход |
Для нормального функционирования микроЭВМ недостаточно управляющих сигналов, генерируемых микропроцессором. МикроЭВМ в каждом машинном цикле должна получать более полную информацию о состоянии МП.
Для принятия и передачи данных и команд микропроцессору необходимы вспомогательные микросхемы, входящие в состав комплекта. Приведём и их основные характеристики.
Генератор тактовых импульсов КР1810ГФ84 предназначен для управления центральным процессором КР1810ВМ86 и периферийными устройствами, а так же для синхронизации сигналов с тактовыми сигналами центрального процессора. Генератор тактовых импульсов включает схемы формирования тактовых импульсов , сигнал сброса и сигнала готовности.
Таблица 5.2. Назначение выводов микросхемы КР1810ГФ84
Наименование вывода | Назначение вывода |
XTAL1,XTAL2 | Выводы для подключения кварцевого резонатора |
TANK | Вывод для подключения параллельного LC-контура |
OSC | Выход генератора используемый для тактирования внешних устройств |
Ф1,Ф2 | Выходы тактовых импульсов |
Ф2Т | Выход тактовых импульсов Ф2 ТТЛ-уровней |
SYNC | Вход синхронизации |
STSTB | Выход сигнала, используемого для фиксации слова состояния микропроцессора |
RESIN | Вход для асинхронного сигнала сброса |
RESET | Выход сигнала RESET микропроцессора |
RDYIN | Вход для асинхронного сигнала готовности |
READY | Выход сигнала READY микропроцессора |
|
Схема формирования тактовых импульсов вырабатывает сигналы: -тактовой частоты для ВМ86, -тактовой частоты для управления периферийными БИС, -тактовой частоты задающего генератора, необходимые для управления устройствами, входящими в систему, и для синхронизации.
Сигналы могут формироваться из колебаний основной частоты кварцевого резонатора, подключаемого к входам Х1,Х2, или от внешнего генератора, подключаемого к входу .
Способ подключения генератора тактовых импульсов к микропроцессору показан на рис.5.1.
Рис.5.1. Подключение генератора тактовых импульсов к микропроцессору ВМ86.
Восьмиразрядные шинные формирователи КР580ВА86, применяются как буферные устройства данных в микропроцессорных системах. Формирователь состоит из восьми функциональных блоков с общими сигналами управления и .
Назначение выводов: А7-А0 – вход/выход линии данных. Они могут быть как входными, если на Т - сигнал высокого уровня, и выходными, если на Т- сигнал низкого уровня.
В7-В0 – вход/выход линии данных. Они являются входными, если на Т – сигнал низкого уровня, и выходными, если на Т – сигнал высокого уровня.
Т- входной сигнал управления направлением передачи. - входной сигнал разрешения передачи. При = 0 снимается Z-состояния с выхода усилителя –формирователя, выбранного по входу Т.
Обмен информацией в системе
В системе информационный обмен осуществляется между микропроцессором и ПЗУ (исполнение кода программы), микропроцессором и ОЗУ (обработка и хранение промежуточных данных), микропроцессором и портами ввода-вывода. Все внешние устройства отображены на память, что обеспечивает простоту управления системой, придаёт ей гибкость, при этом нет необходимости использовать специализированные контроллеры.
Как видно из принципиальной схемы, обращение к таким внешним устройствам, как индикаторы, устройство ввода данных, происходит через порты ввода-вывода, что упрощает структуру системы.
При поступлении на вход порта сигнала выбора порта () и низкого уровня сигнала обращения к внешнему устройству микропроцессора происходит активизация порта. При наличии на входах или сигнала низкого уровня происходит чтение из порта или запись в порт в соответствие с поступившим сигналом чтения/записи. Сброс содержимого порта происходит при поступлении на вход микропроцессора сигнала. Выбор секции с которой происходит обмен информацией, осуществляется комбинацией разрядов А1 А0 адреса. Дальше, при наличии сигнала, происходит выбор микросхемы индикации в соответствие с комбинацией разрядов А14 А13 адреса. Сброс схем индикации (очищение входных регистров) происходит при поступлении сигнала.
|
Схема сброса устройства
Для сброса устройства необходимо на генераторе тактовых импульсов сформировать сигнал RESET. Для этого необходимо расчитать ёмкость конденсатора С3, принимая сопротивление R1=200 кОм. Расчёт произведём по формуле:
где t – время сохранения уровня сигнала (t=0,2 с.);
V – уровень логической еденицы (V=2.5 В);
Vcc- уровень логической еденицы (Vcc=5В);
Подставив исходные данные в формулу получим:
Что соответствует номиналу С=1.44 мкф.
Подключение схем индикации
Индикаторы (КЛЦ 201) HG1 - HG4 подключаются к выводам микросхем через ограничительные резисторы. Номинал резисторов рассчитываются из выражения:
где Ucc – напряжения источника питания;
Uпр – напряжение на светодиоде матричного индикатора;
U0вых – напряжение логического нуля на выходе ИМС;
I – ток, протекающий через светодиод матричного индикатора.
Программа
Для начала, необходимо узнать по каким адресам и какими командами необходимо пользоваться для обращения к конкретному устройству. Для этого заполним таблицу 6.1:
Таблица 7.1 – кодировка внешних устройств
Разряды адреса А | 15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
Обращение к ПЗУ | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | Адрес ячейки памяти | ||||||||||
Обращение к ОЗУ | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | Адрес ячейки памяти | ||||||||||
Обращение к I порту | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | Парам. | |
Обращение ко II порту | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |||||
Активирование I индикатора | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||||
Активирование II индикатора | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Активирование III индикатора | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Активирование IV индикатора | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Опрос клавиатуры | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Выдача данных с клавиатуры На шину данных | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Обращение к таймеру | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Как видно из таблицы обращение к внешним устройствам происходит по комманде MOV (память и отображённые на память устройства), либо IN/OUT (все остальные). Это необходимо физически реализовать. Как видно из схемы электрической принципиальной БГУИ ХХХХХХ.ХХХ.Э3.
В таблице приведём распределение адресного пространства:
Нижний предел | Верхний предел | |
ПЗУ | F800 | FFFF |
ОЗУ | 0000 | 07FF |
ППИI | F000 | F003 |
ППИI | E000 | E003 |
Индикатор1 | 8000 | 8000 |
Индикатор2 | C000 | C000 |
Индикатор3 | B000 | B000 |
Индикатор4 | F000 | F000 |
Опрос клавиатуры | 1000 | 1000 |
Выдача данных | 2000 | 2000 |
Таймеру | 4000 | 4000 |
Текст программы
Подготовка и вывод данных на индикацию
Dec1: and Ax,1ffh; перевод из двоичной в двоично-десятичную систему
Mov Cl,100
Div Cl
Or Bh,al
Mov Al,ah
Mov Ah,0
Mov Cl,10
Div Cl
Shl Al,1
Shl Al,1
Shl Al,1
Shl Al,1
Or Al,ah
Mov Ah,bh
mov 8000,ax; вывод на индикаторы HG1 – HG4
End Dec1
Заключение
В ходе данного курсового проекта углубили знания по курсу проектирование компьютерных систем, необходимо также отметить, что в ходе данной работы сказалась недостаточное количество знаний в области языков низкого уровня, поэтому программу пришлось писать условно, но весьма приближённо к ассемблеру. В ходе проведенной работы закрепили основные моменты теории и применили её на практике.
Литература
1. Петровский А.А., Качинский М.В. Методическое пособие по проектированию микропроцессорных средств и систем, ч.1. – Мн.: МРТИ, 1992.
2. Фридмен М., Ивенс Л. Проектирование систем с микрокомпьютерами. – М.: Мир, 1986.
3. Русак И.М., Луговский В.П. Технические средства ЭВМ. – Мн.: Высшая школа, 1991.
4. Каган Б.М., Сташин В.В. Основы проектирования микропроцессорных устройств автоматики. – М.:Энергоатомиздат, 1987.
5. Романычев Э.Т. Разработка и оформление конструкторской документации РЭА. – М.: Радио и связь, 1989.
Кафедра ЭВС
К защите допускаю
“ “ ________ 2001 г.
Руководитель работы
Давыдов А.Б.
Пояснительная записка
к курсовому проекту на тему:
“Цифровой измеритель
времени”
Выполнил:
Студент гр. 810702
Демух А.
Проверил:
Давыдов А.Б
Минск 2001 г.
Содержание
Введение
1 Анализ задачи
2 Функции выполняемые системой
3. Интерфейс Система-пользователь
4 Выбор соотношения между аппаратной и программной частями.
5. Проектирование аппаратных средств системы. Разработка функциональной и принципиальной схемы системы
6. Описание работы системы по принципиальной схеме.
6.1. Формирование адреса и данных.
6.2 Принцип работы устройства ввода информации.
6.3. Обмен информацией в системе.
6.4. Схема сброса устройства
6.5. Подключение схем индикации
7. Программа
Заключение
Литература
Введение
В настоящее время благодаря широкому распространению дешёвых микрокомпьютеров их влияние на повседневную жизнь усиливается с каждым годом. В домах появляются различные устройства и приспособления, имеющие целью повысить жизненный уровень населения, украсить их быт, автоматизировать многие процессы в повседневной жизни, упростить и зачастую попросту обезопасить жизнь людей.
Несмотря на то, что первые электронные цифровые вычислительные машины появились сравнительно недавно, ЭВМ приобретают всё большее и большее значение в повседневной жизни.
В настоящее время благодаря широкому распространению дешёвых микрокомпьютеров можно ожидать, что в недалёком будущем их влияние ещё больше усилиться.
Конструирование электронных схем из конденсаторов и резисторов состоит в определении параметров этих компонентов, измеряемых фарадами и омами, а также в уточнении ограничений по напряжению и мощности. Их функциональные и эксплуатационные характеристики заранее известны.
Микрокомпьютер, в отличие от других компонентов не обладает фиксированным набором функциональных характеристик. Его характеристики определяются во время проектирования системы с помощью процесса, называемого программированием. Практически неограниченный диапазон программируемых функциональных возможностей микрокомпьютера придаёт этому компоненту особое значение.
Проектирование аппаратуры и программного обеспечения должно проводиться на системной основе с целью минимизации, как стоимости проектирования, так и времени, затрачиваемого на разработку.
Таким образом, основываясь на общих положениях, изложенных выше, можно сделать заключение, что система, спроектированная с помощью и на основе микропроцессора, будет в большей мере соответствовать требованиям нынешнего времени и быть более дешёвой, по сравнению с системой, реализованной на дискретных элементах.
Анализ задачи
Исходя из снижения себестоимости устройства, необходимо спроектировать систему, которая отвечала бы требуемым параметрам и одновременно была недорогой. В ходе изучение задания, делаем следующие выводы:
1: Устройство должно быть максимально простым в использовании, так как будет использоваться преимущественно рядовыми сотрудниками;
2: Необходимо использовать наиболее дешёвые элементы и компоненты с целью снижения себестоимости устройства, тем не менее, они должны удовлетворять заданному условию по точности получаемого результата;
3: Необходимо оптимально разделить ресурсы между программной и аппаратной частями устройства с целью снижения стоимости/ повышения быстродействия/создания запаса по точности;
4: Необходимо создать защиту устройства от неквалифицированного пользователя;
5: Предусмотреть возможность модернизации устройства.
Для выбора компонентов устройства, необходимо знать критерии их выбора. По условию задания, необходимо в качестве «ядра» устройства использовать микропроцессор 8086. Для данной системы это оптимальный вариант: при малой цене он обладает достаточной производительностью (многое ещё зависит от состава микропроцессорной системы и качества программы «зашитой» в ПЗУ). В данной схеме можно обойтись без применения дополнительных контроллеров ввода/вывода, так как в этом нет необходимости - микропроцессор сам может формировать сигнал обращения к памяти или портам ввода/вывода, а также сигналы чтения /записи, тем более что нет необходимости обрабатывать прерывания от внешних устройств.
Также необходимо наличие портов ввода/вывода, набора регистров, обязательно наличие шинных формирователей, схем индикации для отображения информации, ОЗУ, ПЗУ, таймера а также дискретных элементов. Для вывода информации достаточно четырёх восьмисегментных схем индикации (семь сегментов + точка).
2. Функции, выполняемые системой
Анализируя условие задания можно выделить следующие функции, выполняемые системой:
1: Функция хранения полученных в ходе работы устройства данных. Данную функцию выполняет блок оперативной памяти. Блок оперативной памяти устройства в связи с этим должен обладать следующими свойствами (в идеале):
а) достаточным для данного устройства объёмом ОЗУ;
б) достаточным быстродействием;
в) высокой надёжностью;
г) низкой потребляемой мощностью;
д) возможностью дальнейшего наращивания.
2: Функция хранения «драйвера» устройства. Эту функцию выполняет блок ПЗУ. В связи с этим данный блок должен характеризоваться следующими параметрами (в идеале):
а) достаточным для данной программы объёмом;
б) возможностью перезаписи с целью улучшения работы «драйвера» устройства (применение новых алгоритмов, расширения диапазона применения);
в) низкой потребляемой мощностью;
г) высоким быстродействием;
д) требования надёжности.
3: Функция информационного обмена. Эту функцию выполняет блок ввода-вывода. К этому блоку предъявляются следующие требования (в идеале):
а) высокое быстродействие;
б) функциональная завершённость;
в) возможность работы при отсутствии внешнего контроллера.
4: Функция диалога система – пользователь. Эту функцию реализует система индикации и система ввода информации. К ним предъявляются следующие требования (в идеале):
а) достаточная яркость изображения;
б) защита от неправильного ввода информации;
5: Функция обработки поступаемых данных. Микропроцессор Intel 8086. Вследствие этого, основными требованиями к этим компонентам микропроцессорной системы являются требования по точности и быстродействию.
Интерфейс: Система – пользователь
Интерфейс оператор – система осуществляется при помощи системы индикации (для отображения полученной информации) и системы ввода информации для задания параметров обработки поступающей информации.
Необходимо отметить, что интерфейс должен быть простым и доступным для неквалифицированного пользователя.
|
|
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!