Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Чувашский Государственный Университет им. И.Н.Ульянова»

Кафедра электрических и электронных аппаратов

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине

«Электронные и микропроцессорные аппараты»

на тему:

«Максимальная защита нулевой последовательности I₀ и U₀»

Вариант 2

Выполнила

ст. группы ЭТ-21-08

Афанасьев Ю.Г.

Принял

доц. Костерин В.А.

Чебоксары 2011

Содержание

1 Задание на курсовой проект

Вариант:2		Тема: Максимальная защита нулевой последовательности I0 иU0
Процессор		К1816ВЕ31 (X8031)
Внешняя Flash- память программ (EEPROM)	Объём ПЗУ	16K
	БИС EEPROM	4Kx8
	Начальный адрес	4000H
Внешнее ОЗУ	Объём ОЗУ	16K
	БИС ОЗУ	8Kx8
	Начальный адрес	С000H
Последовательный интерфейс		RS - 232
Управление, индикация и сигнализация	Светодиоды сигнализации	5
	Сегментные индикаторы	4
	Выходные реле	3
	Кнопки управления	2
	Клавиатура	3×4
Аналоговые входы	АЦП	AD7892
	Кол-во входов	2 (I0, U0)
	Активные поло- совые фильтры	2 (на каждом входе)
	Аналоговый мультиплексор	КР590КН3
Дискретные входы (кол-во, =U)		2 (=220 В)

2 Карта памяти микропроцессорной системы

МП К1816ВЕ31 использует гарвардскую архитектуру, в которой пространства памяти программ и данных представляют собой раздельные поля. Объем каждого поля может быть до 64Кб. К1816ВЕ31 включает в себя внутреннюю память данных 128б. Мы будем использовать только внешнюю память.

ПЗУ выполняет функции внешней памяти программ СSEG. В нашем случае применяется БИС ПЗУ с организацией 4Кx8 и объемом СSEG 16Кб: следовательно, вся память разместиться в четырех корпусах.

ОЗУ выполняет функции внешней памяти данных XSEG. По заданию предусмотрено применение БИС ОЗУ с организацией 8Кx8 и объемом XSEG 16Кб. Следовательно, вся память разместиться в двух корпусах.

Распределение пространства памяти в микропроцессорной системе (МПС) для организа­ции ОЗУ и ПЗУ удобнее всего показывать с помощью карты памяти (таблица 2), на которой видно распо­ложение в пространстве памяти запоми­нающих устройств ОЗУ и ПЗУ с указанием их адресов.

Таблица 2 – Карта памяти

Адресное пространство	ПЗУ (CSEG)		ОЗУ (XSEG)
0000H … FFFFH	0000H … 0FFFH	Свободная область	0000H … 07FFH	ЖКИ и клавиатура
			0800H … 0FFFH	Передача младшего байта с АЦП
	1000H … 1FFFH		1000H … 17FFH	Светодиоды и выходные реле
			1800H … 1FFFH	Передача старшего байта с АЦП
	2000H … 2FFFH		2000H … 2FFFH	АЦП
	3000H … 3FFFH		3000H … 3FFFH	Дискретные входы и кнопки управления
	4000H … 4FFFH	БИС1	4000H … BFFFH	Свободныя область
	5000H … 5FFFH	БИС2	5000H … 5FFFH
	6000H … 6FFFH	БИС3	6000H … BFFFH
	7000H … 7FFFH	БИС4	C000H … DFFFH	БИС 1
	8000H … FFFFH	Свободная область	E000H … FFFFH	БИС 2

3 Структурная схема мпс и ее описание

Структурная схема содержит:

• микропроцессор К1816ВЕ31 (DD1);

• БИС ОЗУ (DD10,DD11);

• БИС EEPROM (DD6-DD9);

• регистры КР1533ИР22 (DD2, DD3, DD4);

• шинный формирователь КР1554АП6 (DD5);

• дешифраторы КР1533ИД7 (DD18, DD19,DD20);

• программируемый периферийный адаптер КР580ВВ55 (DD14);

• мультиплексор КР590КН6 (DD12);

• АЦП AD7892 (DD13);

Центральным процессором данной МПС является ОМК К1816ВЕ31. К входам ОМК XTAL1 и XTAL2 подключается кварцевый резонатор ZQ1, который обеспечивает стабилизацию частоты внутреннего генератора тактовых импульсов (ГТИ).

Для обеспечения заданной длительности сигнала RES служит блок «схема сброса», содержащая в себе RC –цепочку и инвертор.

Для обмена информацией между МПС по последовательному каналу ко входам TxD и RxD подключена токовая петля ТП-20 мА.

Двунаправленный порт P0 используется для передачи младшего байта через регистр КР1554ИР22 (DD2). Cтарший байт адреса передается через порт P2 через регистр (DD3). По стробу ALE на входе DD2 адрес защелкивается в регистре и сразу появляется на выходе КР1554ИР22, т.к. на вход EZ все время подается уровень логического «0». Регистры (DD2, DD3) увеличивают нагрузочную способность шины адреса.

Для дешифрации адресов и выбора микросхем используются дешифраторы КР1554ИД7 (DD18, DD19,DD20).

Для работы с БИС ОЗУ используются регистр DD2 и дешифратор DD20. По сигналу ALE адрес защелкивается в DD2 и дешифрируется DD20, который, исходя из выставленного адреса, производит выборку микросхемы БИС ОЗУ. Считывание из памяти происходит при низком уровне сигнала на входе RD, запись при низком уровне сигнала на выходе WR.

Для работы с БИС ПЗУ используются регистр DD2 и дешифратором DD19. По сигналу ALE адрес защелкивается в DD2 и дешифрируется DD19, который, исходя из выставленного адреса, производит выборку микросхемы БИС EEPROM. Считывание из памяти происходит при низком уровне сигнала на входе OE (сигнал PSEN МП).

Мультиплексор (MUX) предназначен для пропускания на вход АЦП того сигнала, адрес которого выставлен на адресных входах. Далее АЦП этот сигнал преобразует в двоичный код, который с выходов АЦП поступает на шину данных.

Регистр КР1554ИР22 (DD4) необходим для подключения выходных реле и светодиодов сигнализации.

Программируемый периферийный адаптер КР580ВВ55 (DD14) служит для подключения сегментных индикаторов, кнопок управления и клавиатуры.

Входные трансформаторы на аналоговых входах служат для гальванической развязки и понижения входного напряжения до уровня, приемлемой МПС.

Полосовой фильтр предназначен для селекции сигнала частотой 50 Гц и отброса гармонических составляющих. Фильтр представляет собой операционный усилитель с многоконтурной обратной связью.

Клавиатура 3×4 предназначена для ввода информации в МП.