Краткое описание лабораторной установки

Лабораторный комплекс для разработки систем управления состоит из платы контроллера, платы супервизора, интерфейсной платы и интегрированной системы программирования "ТурбоАссемблер-52", работающей в среде MS DOS инструментального компьютера. Комплекс предназначен для разработки и отладки систем управления на базе микроконтроллеров 8031/32/51FX.

Одноплатный контроллер

Одноплатный контроллер включает БИС микроконтроллера, память программ и данных, блок синхронизации и контроля питания, дешифратор адреса внешних устройств, последовательный порт с оптронной развязкой, отладочный разъем. Контроллер допускает установку до 32К памяти программ и до 32К памяти данных.

Контроллер имеет два разъема параллельного интерфейса для подключения внешних устройств. На один из них выведены сигналы непосредственно с выводов БИС микроконтроллера. Через этот разъём осуществляется связь с интерфейсной платой, на которой расположены внешние устройства, используемые в лабораторных работах. На другой разъём выведены 8 сигналов CS# для устройств ввода-вывода с выхода дешифратора адреса внешних устройств и демультиплексированные шины адреса и данных. Этот разъём в лабораторном практикуме не используется.

В лабораторном практикуме плата контроллера может работать только в составе отладочного комплекса под управлением инструментального компьютера. При этом плата контроллера подключается гибким кабелем через специальный разъём к плате супервизора, которая вместе с контроллером обеспечивает отладку системы по командам от компьютера. В качестве памяти программ используется ОЗУ.

Плата супервизора

Плата супервизора содержит собственный последовательный интерфейс с оптронной развязкой для связи с инструментальным компьютером, ПЗУ с управляющей программой Монитор, ПЛИС типа CPLD с супервизором и теневое ОЗУ. Она позволяет произвести отладку рабочей программы на аппаратуре контроллера с использованием следующих режимов:

• покомандное выполнение программы под управлением оператора;

• автоматическое покомандное выполнение программы под управлением компьютера;

• прогон рабочей программы до контрольной точки;

• выполнение программы в режиме реальном времени до её завершения.

И в режиме отладки, и в режиме реального времени контроллер работает под управлением интегрированной системы программирования "ТурбоАссемблер-52". После создания рабочей программы система загружает код в память контроллера, и программа может быть выполнена по шагам, в прогоне, с остановами в контрольных точках, и в режиме реального времени. Отладка программ производится по исходному тексту, причем на каждом шаге можно наблюдать за изменениями внутренних ресурсов микроконтроллера и памяти, модифицировать их.

Интерфейсная плата

Интерфейсная плата (см. рис. П.1) предназначена для совместной работы с одноплатным контроллером. На ней размещены внешние аппаратные средства для реализации и изучения подсистем ввода-вывода, а именно: 12-кнопочная клавиатура, 4 семисегментных индикатора, линейка из 8-ми светодиодов и пьезокерамический излучатель. Разъём X1 служит для подключения интерфейсной платы к плате контроллера. Соединение плат производится с помощью кабеля, имеющего 40 линий. Через этот кабель к интерфейсной плате подводится также напряжение питания +5В.

Индикаторы и линейка светодиодов подключаются к шине данных контроллера через регистры DD1, DD4, DD10, которые имеют следующие адреса в адресном пространстве микроконтроллера:

8xxxh – регистр DD1 (обслуживает семисегментные индикаторы);

Axxxh – регистр DD4 (обслуживает семисегментные индикаторы);

Bxxxh – регистр DD10 (обслуживает линейку светодиодов).

Пьезодинамик подключён к выводу P1.7 порта P1 микроконтроллера, который соединён с одним из контактов разъёма X1. Частота звучания излучателя определяется частотой сигнала на выводе P1.7.