Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Российская открытая академия транспорта МИИТ

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

СДУ курсовой проект Паневин.docx

Скачиваний:

Добавлен:

01.04.2025

Размер:

167.93 Кб

Скачать

☆

1 / 41 2 3 4 > Следующая >>>

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МИИТ)

Институт транспортной техники и систем управления

Кафедра: “Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте ”

Курсовой проект

по дисциплине:

“Системы диспетчерского управления”

НА ТЕМУ:

«Разработка микроконтроллера для систем железнодорожной автоматики с использованием микропроцессорного комплекта К580»

Выполнил: ст. гр. АТС–451

Паневин П.В.

Проверил:

проф. Бестемьянов П.Ф.

Москва 2011

Задание на курсовой проект

по дисциплине:

«Системы диспетчерского управления»

на тему:

Студент группы АТС-451 Паневин П.В.

Разработать микропроцессорный контроллер для систем железнодорожной автоматики с использованием микропроцессорного комплекта серия К580, имеющий следующие характеристики:

Вариант 10

Блок микропроцессора:

-Микропроцессор K580BМ80A

-тактовый генератор К580ГФ24

-кварцевый резонатор - 18 МГц

-системный контроллер К580ВК28 используется

-способ обращения к устройствам ввода/вывода - обращение как к памяти

2. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)

-объем ОЗУ (байт): 2048

-тип микросхем памяти: К155РУ5

3. Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)

-объем ПЗУ С (байт): 512

-тип микросхем памяти К556РТ4

4. Программируемый контроллер прерываний К5580ВН59 используется

-режим работы - с фиксированными приоритетами

-расстояние между адресами соседних векторов прерывания - 8 адресов

5. Программируемый интервальный таймер К580ВИ53 не используется

6. Канал последовательного ввода/вывода К580ВВ51 используется

-режим работы канала - асинхронный

-тип физической линии - токовая петля (ИРПС)

-количество синхросимволов –

-коэффициент деления частоты синхронизации 1:1

-количество битов данных: 7

-количество стоповых битов: 1.5

-контроль информации по паритету - по четности

-синхронизация приемника - от внешнего источника

-скорость приема: 200 Бод

-анализ готовности приемника - по прерыванию

-синхронизация передатчика - от внешнего источника

-скорость передачи: 300 Бод

-анализ готовности передатчика - по прерыванию

7. Модуль параллельного ввода/вывода К580ВВ55 используется

-режим работы канала А - режим 2

-направление передачи данных через канал А –

-режим работы канала В - режим 1

-направление передачи данных через канал В: вывод

-направление передачи данных через канал С -

-оптронная развязка в канале С : не используется

Дата выдачи задания: 07.02.2011 г.

Дата сдачи курсового проекта: 18.04.2011 г.

Руководитель: проф. Бестемьянов Петр Филимонович

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………….…………..

1. Разработка структурной схемы микроконтроллера……………….……………….

2. Проектирование подсистемы памяти ……………………………………………….

2.1.Разработка ПЗУ системы………………………………………………………

2.2.Разработка ОЗУ системы………………………………………..……………..

3. «Раскраска» адресной шины. Разработка адресного дешифратора……... ……….

4. Расчет нагрузочной способности шин системы……………………...……………...

5.Разработка принципиальной схемы системы………………………………………

6. Программы настройки периферийных БИС………………………………………

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………………....

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………

ВВЕДЕНИЕ

Микропроцессоры, обладающие большими функционально-логическими возможностями, с успехом могут быть использованы для построения широкого класса средств цифровой автоматики. Микропроцессоры являются неотъемлемыми компонентами современных устройств и систем автоматики прежде всего потому, что их высокая надёжность, относительно низкая стоимость, гибкость применения (модифицируемость), возможность реализации сложных алгоритмов управления достаточно простыми средствами и возможность создания систем автоматики с качественно новыми “интеллектуальными” свойствами позволяют получить исключительно высокие технико-экономические характеристики систем автоматики.

Для организации диспетчерского управления в настоящее время на центральных постах и в каналах телеуправления - телесигнал (ТУ-ТС) внедряют устройства на основе микропроцессорной техники. Обслуживание этих устройств обычно возложено на штат СЦБ. Сигналы ТУ-ТС обеспечивают передачу и приём управляющих и известительных приказов. Управляющие приказы – команды, с помощью которых поездной диспетчер (ДНЦ) управляет движением поездов. Например, команда на установку маршрута на какой-либо станции и открытие соответствующих светофоров.

Известительные приказы – сообщения об исполнении управляющих приказов на соответствующей станции.

В настоящее время началось постепенное внедрение в устройства автоматики микропроцессорного оборудования. Разработана и функционирует диспетчерская централизация с микропроцессорными блоками «ДИАЛОГ», «СЕТУНЬ».

Применение микропроцессорной базы вместо традиционной релейной имеет много преимуществ. Повышается надежность и безопасность устройств. Облегчается их обслуживание, так как аппаратура размещается централизованно.

Данный курсовой проект направлен на качественное изучение микропроцессорного комплекта К580. Он включает в себя микросхему процессора, тактового генератора, а также системный контроллер, универсальный синхронно – асинхронный программируемый приемо – передатчик, микросхему параллельного ввода – вывода информации различного формата. Микропроцессор имеет довольно простую структуру, но при этом дает хорошее представление об организации любых микропроцессорных комплектов.

1. Разработка структурной схемы микроконтроллера

Разработка микроконтроллера с использованием микропроцессорного комплекта серии К580 отражает магистрально-модульный принцип организации микропроцессорных устройств и систем. Отдельные блоки (блок микропроцессора, ОЗУ, ПЗУ, программируемый контроллер прерываний и т. д.) являются функционально законченными модулями со своими встроенными схемами управления, выполненными в виде одного или нескольких кристаллов БИС, заключенных в корпуса с соответствующим количеством выводов. Межмодульные связи и обмен информацией между модулями осуществляются посредством коллективных шин (магистралей), к которым имеют доступ все основные модули системы. В каждый данный момент возможен обмен информацией только между двумя модулями системы. Таким образом, обмен информацией производится путем разделения во времени модулями системы коллективных шин (магистралей). Магистральный принцип построения сопряжений модулей (интерфейса) МП-системы предполагает наличие информационно-логической совместимости модулей, которая реализуется путем использования единых способов представления информации, алгоритма управления обменом, форматов команд управления обменом и способа синхронизации.

Структурная схема разрабатываемого микроконтроллера представлена на рисунке 1.1.

Центральное место в структуре микроконтроллера занимает микропроцессор КР580ВМ80А, который выполняет арифметические и логические операции над данными, осуществляет программное управление процессом обработки информации, организует взаимодействие всех устройств, входящих в систему. Микропроцессор и ряд вспомогательных устройств, обеспечивающих его работу и работу всего микроконтроллера в целом, образуют микропроцессорный модуль. Работа микропроцессора происходит под воздействием сигналов синхронизации, поступающих от тактового генератора КР580ГФ24. К процессорному модулю с помощью системных шин подключаются периферийные модули.

Системные шины представляют собой набор соединительных проводников- линий, объединяющих одноименные выводы всех периферийных модулей. По роду передаваемой информации все линии разделены на три группы, образующие шины данных, адреса и управления.

На шине адреса в двоичном коде появляется адрес ячейки памяти или устройства ввода-вывода в соответствии с каждой текущей командой программы. По шине данных МП посылает данные в ячейки памяти или устройства вывода, либо получает данные из ячеек памяти или устройств ввода. Характерной особенностью шины данных является ее двунаправленность. Под двунаправленностью понимается возможность передачи данных в разные моменты в различных направлениях. Например, сначала по шине данных можно передавать данные от процессорного модуля к периферийному, а затем в обратном направлении. Двунаправленность шины данных обеспечивается трехстабильными буферными регистрами, через которые периферийные модули подключаются к шине. Выходы трех стабильных регистров, кроме состояний, соответствующих напряжению высокого и низкого уровней, могут принимать третье пассивное или так называемое высокоимпедансное состояние, благодаря чему они оказываются как бы отключенными от соответствующих линий шины данных. Для данного варианта курсовой работы периферийными модулями в разрабатываемом микроконтроллере являются: оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), модуль последовательного ввода-вывода , модуль параллельного ввода-вывода и контроллер прерываний. Каждый периферийный модуль микроконтроллера имеет вход для приема сигнала «Выбор модуля». В процессе работы контроллера с помощью этого сигнала одновременно может активизироваться только один из периферийных модулей. ЗУ микроконтроллера состоит из нескольких БИС памяти, каждая из которых имеет вход для приема сигнала «Выбор модуля». Дешифрация кода на адресной шине позволяет выбрать определенную БИС ЗУ с помощью соответствующего сигнала. Для этой цели поставлен дешифратор выбора БИС ЗУ.

Дешифратор номеров портов необходим для активизации одного из портов, с которым будет происходить обмен данными. Порты активизируются при появлении на шине адреса кодов, соответствующих их номерам.

Дополнительным условием активизации любого периферийного модуля является наличие соответствующего сигнала на шине управления, поступающего от процессорного модуля к периферийным. Таковым является один из следующих сигналов: -сигнал чтения из памяти; - сигнал записи в память; - сигнал чтения данных из порта ввода-вывода; - сигнал записи данных в порт ввода-вывода.