Введение

/Во введении необходимо показать актуальность и целесообразность применения микрокопроцессоров и программируемых контроллеров на их основе в управлении технологическими системами и комплексами, в том числе и с применением электроприводов. Необходимо разъяснить – в чем заключается эта целесообразность. Необходимо дать сведения о фирмах, которые выпускают микропроцессорную технику./

Микропроцессорные средства позволяют расширить функциональные возможности систем электропривода, облегчают реализацию сложных законов управления.

Систему управления электроприводами с управляющими МП-средствами имеют следующие отличительные особенности от аналоговых систем: законы управления реализуются в виде алгоритмов, выполняемых с помощью аппаратных и программных средств; отрабатываются дискретные во времени сигналы.

В отличие от цифровых систем с жесткой логикой МП-системы управления электроприводами обеспечивают большую гибкость в процессе работы за счет быстрого перехода с одной программы на другую. МП одинаково хорошо работают как в линейных, так и в нелинейных системах управления.

МП применяются для автоматизации работы электроприводов, энергетических систем и отдельных энергоблоков, при управлении автомобилями, в бытовой технике, для автоматизации научных исследований и проектных работ и во многих других случаях.

1 Проектирование аппаратной части программируемого контроллера

1.1 Микропроцессор к580вм80а

1.1.1 Назначение микропроцессора.

Микропроцессор К580ВМ80А предназначен для реализации любых по сложности алгоритмов управления электроприводов (технологических объектов), автоматизации производства и т.д.

(Дать информацию о назначении контроллера, его аналогах, сведения по технологии МС этой серии).

1.1.2 Технические параметры микроконтроллера.

.......................................

Система команд микропроцессор содержит 244 команды форматом 1, 2, или 3 байта

1.1.3 Схема выводов микроконтроллера.

Схема выводов микропроцессора К580ВМ80А показана на рисунке 1.1

.......

Рисунок 1.1 – Схема выводов микроконтроллера К580ВМ80А

1.1.4 Таблица выводов микроконтроллера.

Назначение выводов приведено в таблице 1.2

Таблица 1.2

................

1.1.5 Подключение кварцевого резонатора, других элементов микропроцессорного узла.

( Здесь дать описание работы Центрального микропроцессорного модуля. Схему модуля разместить в Приложении А).

1.2 Узел памяти программируемого контроллера

1.2.1 Постоянное запоминающее устройство (ROM).

ПЗУ – постоянное запоминающее устройство, является энергонезависимой памятью и используется для хранения и считывания программ, определяющих работу всех элементов системы.

/Указать на основе какой микросхемы памяти формируется ПЗУ (в соответствии с заданием), какова информационная емкость МС, привести основные технические данные и эксплуатационные параметры по МС.

Привести условное графическое обозначение МС (рисунок), дать таблицу по обозначению выводов этой МС, привести таблицу истинности данной МС.

Дать подробное разъяснение по формированию памяти ПЗУ на основе заданного в задании типа МС памяти – их количество, схема соединений по шине данных, шине адреса, включению выводов управления/.

Пример оформления:

ПЗУ формируется на базе микросхемы К573РФ23. Технические данные микросхемы приведены в таблице 1.4, условное графическое обозначение – на рисунке 1.4, назначения выводов даны в таблице 1.5. Таблица истинности и режимы работы данной микросхемы приведены в таблице 1.6.

Адресация к тому или иному блоку микросхем производится с помощью сигнала выбора микросхем СS. Информационная емкость 8 Кбит (2048*4) Ячейка памяти тетрадная. Для получения 6 кБ ПЗУ, применяем три блока микросхем памяти К573РФ23.

Таблица 1.4

Время выборки адреса	Не более 450 нс
Время хранения информации: при включенных источниках питания при выключенных источниках питания	Не менее 25000 ч Не менее 25000 ч
Число циклов программирования	Не менее 100
Напряжение питания	Ucc = 5В ± 5% UPR = 5B ± 5%(в режиме считывания)
Суммарная потребляемая мощность: в режиме считывания в режиме хранения (невыбор)	Не более 580 мВт Не более 200 мВт
Диапазон температур	-45…+70°С
Выход	Три состояния
Совместимость по входу и выходу	С ТТЛ-схемами
Тип корпуса	Металлокерамический,210Б.24-5, с прозрачной для UV-лучей крышкой

Таблица 1.5

Выводы	Назначение	Обозначение
1…8,19,22,23	Адресные входы	А7..А0,А10,А9,А8
11,13,14,16	Вход-выход данных	D0…D3
18	Выбор микросхемы
20	Разрешение по выходу
24	Напряжение питания	Ucc
21	Напряжение программирования	UPR
12	Общий	0 В

Таблица 1.6

		UPR	А0…А10	D0…D3	Режим работы
1	X	Ucc	x	R0ff	Хранение (невыбор)
1	1	25 В	А	Входные данные в прямом коде	Программирование
0	0	25 В	А	Выходные данные в прямом коде	Контроль после программирования
0	0	Ucc	А	Выходные данные в прямом коде	Считывание

Рисунок 1.4 – Условное графическое обозначение микросхемы К573РФ23

1.2.2 Оперативное запоминающее устройство (RAM).

ОЗУ – оперативное запоминающее устройство, является энергозависимой памятью.

Внешнее ОЗУ предназначено для выполнения промежуточных операций, записи и считывания промежуточных переменных (программ) и т.д.

/Указать на основе какой микросхемы памяти формируется ОЗУ (в соответствии с заданием), какова информационная емкость МС, привести основные технические данные и эксплуатационные параметры по МС.

Привести условное графическое обозначение МС (рисунок), дать таблицу по обозначению выводов этой МС, привести таблицу истинности данной МС.

Дать подробное разъяснение по формированию оперативной памяти на основе заданного в задании типа МС памяти – их количество, схема соединений по шине данных, шине адреса, включению выводов правления/.

Пример оформления:

ОЗУ формируется на базе микросхемы КМ132РУ9А. Совместимость по входу и выходу с TTL – схемами. Информационная емкость 8 Кбит (1024*8). Для получения 6 кБ ОЗУ, применяем 6 микросхем памяти КМ132РУ9А. Ucc = 5 ± 0.25 В. А0…А9 – вывод адреса. D0…D7 – вывод данных. - чтение, - запись, - выбор кристалла. Условное графическое обозначение микросхемы показано на рисунке 1.3, таблица истинности приведена в таблице 1.3

Рисунок 1.3 – Условное графическое обозначение микросхемы КМ132РУ9А

Таблица 1.3

Адрес	Данные				Состояние
x	x	0	0	1	чтение
x	x	0	1	0	запись
x	x	0	1	1	хранение
x	x	0	0	0	не допустимо
x	x	1	x	x	хранение

1.2.3 Дешифратор узла памяти.

Кроме ОЗУ и ПЗУ в блок памяти входит дешифратор – узел, предназначенный для выбора и активизации микросхем памяти в соответствии с сигналами, поступившими от микропроцессора.

/Обычно в узле дешифрации применяют МС К555ИД7 (если количество МС памяти, требующих активизации, не превышает восьми) или МС К555ИД3 (если количество МС памяти, требующих активизации, не превышает шестнадцати).

Обычно формируют схему дешифрации памяти, используя одну МС дешифратора для работы с внешним ОЗУ (если оно предусмотрено заданием) и одну МС дешифратора – для работы с внешним ПЗУ (если оно предусмотрено заданием).

В данном подразделе проекта необходимо дать пояснение – какие МС дешифраторов надо использовать, приводится схема условного графического обозначения микросхемы дешифратора, таблица её выводов, таблица истинности МС дешифратора, описание работы всего узла.

Схема узла располагается как составная часть принципиальной электрической схемы проектируемого программируемого котроллера, располагаемой в Приложении В курсового проекта/.

Пример оформления:

Для ОЗУ и ПЗУ выбираем два одинаковых дешифратора К555ИД7.

Условное графическое обозначение микросхемы приведено на рисунке 1.5, принцип действия дешифратора иллюстрируется таблицей 1.7.

Рисунок 1.5 – Условное графическое обозначение микросхемы К555ИД7

Таблица 1.7

DI4	DI2	DI1			Е3	Выход
0	0	0	0	0	1	0
0	0	1	0	0	1	1
0	1	0	0	0	1	2
0	1	1	0	0	1	3
1	0	0	0	0	1	4
1	0	1	0	0	1	5
1	1	0	0	0	1	6
1	1	1	0	0	1	7
х	х	х	1	х	х	На всех выходах логическая «1»
х	х	х	х	1	х
х	х	х	х	х	0

1.2.4 Разработка карт распределения памяти.

С учетом емкости каждой микросхемы и общего объема памяти ПЗУ и ОЗУ составлены карта распределения памяти. Карта распределения внешней памяти ПЗУ и ОЗУ приведена в таблицах 1.9 и 1.10 соответственно.

Таблица 1.9

Дешифратор

Адресация МС

Разреш. DC

Информ. DC

ROM

А15

А14

А13

А12

А11

А10

А9

А8

А7

А6

А5

А4

А3

А2

А1

А0

16-рич.

Микросхема памяти МС

0 … 0

0 … 0

0 … 0

0 … 0

0 … 0

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0000 … 0

DD3,DD4

0 … 0

0 … 0

0 … 0

0 … 0

1 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 0FFF

DD5,DD6

0 … 0

0 … 0

0 … 0

1 … 1

0 … 0

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

1000 … 1

DD7,DD8

Таблица 1.10

Дешифратор

Адресация МС

Разреш. DC

Информ. DC

RAM

А15

А14

А13

А12

А11

А10

А9

А8

А7

А6

А5

А4

А3

А2

А1

А0

16-рич.

Микросхема памяти МС

0 … 0

0 … 0

0 … 0

0 … 0

0 … 0

0 … 0

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0000 … 0

DD11

0 … 0

0 … 0

0 … 0

0 … 0

0 … 0

1 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0400 … 0

DD12

0 … 0

0 … 0

0 … 0

0 … 0

1 … 1

0 … 0

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0800 … 0

DD13

0 … 0

0 … 0

0 … 0

0 … 0

1 … 1

1 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0С00 … 0

DD14

0 … 0

0 … 0

0 … 0

1 … 1

0 … 0

0 … 0

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0С00 … 0

DD15

0 … 0

0 … 0

0 … 0

1 … 1

0 … 0

1 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0 … 1

0С00 … 0

DD16