- •Содержание
- •Введение
- •1. Разработка аппаратных средств
- •1.1. Разработка структурной схемы
- •1.2. Разработка карты распределения адресного пространства мпс
- •1.3 Разработка микропроцессорного модуля
- •1.5 Разработка модуля энергонезависимого озу
- •1.6 Разработка модуля ввода аналоговых величин
- •1.7 Разработка модуля вывода управляющих сигналов
- •1.8 Разработка модуля клавиатуры.
- •1.9 Разработка модуля индикации и аварийной сигнализации
- •2. Расчет электрического сопряжения
- •2.1 Расчет сопряжения по цепям данных
- •3. Расчет аппаратных затрат
- •4. Расчет потребляемой мощности
- •5. Выбор фильтров питания
- •6. Построение временной диаграммы работы мпс
- •7. Разработка програмного обеспечения
- •Заключение
- •Приложение б. Спецификация используемых элементов
Содержание
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 4
ВВЕДЕНИЕ 5
РАЗРАБОТКА АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ 7
Разработка структурной схемы 7
Распределение адресного пространства в МПС 9
Разработка микропроцессорного модуля 10
Разработка запоминающего модуля MEM 19
Разработка модуля внешней памяти NVRAM 19
Разработка блока EEPROM 21
Разработка модуля интерфейсных устройств вв/выв IOU 23
Разработка блока INB 24
Разработка блока OUB 27
Разработка модуля управления и индикации CPAN 29
Расчет электрического сопряжения для цепей адреса 37
Расчет аппаратных средств 41
Расчет конденсаторов для повышения помехоустойчивости 42
Расчет потребляемой мощности 43
ПОСТРОЕНИЕ ВРЕМЕННЫХ ДИАГРАММ 51
РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МПС 53
Организация программы 53
Описание алгоритма 54
Инициализация AT89C52 и микросхем МПС 55
Ввод цифровых сигналов X1 - X4, вычисление Q1 и формир.Y1 56
Ввод X5 - X7 57
Вычисление Q2, сравнение его с Q0 и формирование управляющего сигнала 58
Вычисление Q4, преобразование в напряжение Y4, преобразование Q4 для вывода на индикаторы 59
Обеспечение необходимого времени цикла, проверка на остан. 60
Обработка прерываний от внешних источников 61
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 62
Обозначения и сокращения
АЦП |
аналого-цифровой преобразователь |
ВС |
вычислительная система |
ЗУ |
запоминающее устройство |
МПМ |
микропроцессорный модуль |
МПС |
микропроцессорная система |
ОЗУ |
оперативное запоминающее устройство |
ОМЭВМ |
однокристальная микро ЭВМ |
ПЗУ |
постоянное запоминающее устройство |
УВВ |
устройство ввода-вывода |
ЦАП |
цифро-аналоговый преобразователь |
ЭВМ |
электронно-вычислительная машина |
Введение
Целью курсового проектирования является разработка микропроцессорной системы (МПС) на основе микроконтроллера АТ89S8252 для управления объектом. МПС принимает информацию об объекте управления в виде входных сигналов от внешних аналоговых и цифровых датчиков (X1 – X7), вырабатывает управляющие воздействия (цифровые – Y1, Y2, Y3 и аналоговый Y4) в соответствии с законом управления и подает их на исполнительный механизм. Также в МПС от ОУ поступают сигналы прерывания (INT0 и INT1) от датчика аварийной сигнализации, от датчика отказа питания и от нажатия оператором на клавиши ВВОД или МЕНЮ. На рисунке 1 представлена схема взаимодействия МПС с объектом управления.
INT
MPU X
Y
RU
OU
D
В ходе предварительной оценки поставленной задачи, были определены следующие основные принципы проектирования:
- минимизация аппаратных затрат;
- обеспечение возможности расширения управляющих алгоритмов и аппаратной конфигурации.
В данном курсовом проекте разрабатываются структурная и принципиальная электрические схемы МПС и программные модули, обеспечивающие выполнение заданного алгоритма управления, осуществляется оценка параметров МПС.
Основой МПС является однокристальная микроЭВМ (ОМЭВМ) фирмы ATMEL AT89S8252. Также в курсовом проекте используются АЦП и ЦАП фирмы Analog Devices, контроллер клавиатуры и вспомогательные элементы фирм Analog Devices, MAXIM и других. Для схем управления использованы микросхемы серии КР1533.