
- •Введение
- •1. Архитектура микропроцессорных систем.
- •1.1. Базовая структура мпс.
- •1.2. Типы межмодульных связей.
- •1.3. Функции средств сопряжения.
- •1.4. Методы адресации элементов.
- •1.5. Способы организации связи с внешними устройствами.
- •1.5.1. Программно-управляемый обмен.
- •1.5.2. Обмен по прерываниям.
- •1.5.3. Прямой доступ к памяти (пдп).
- •1.6. Типы магистралей.
- •1.7. Элементы памяти мпс.
- •1.8. Сопряжение микропроцессора с магистралью.
- •1.9. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые компоненты.
- •1.9.1. Цифро-аналоговые преобразователи.
- •1.9.2. Аналого-цифровые преобразователи.
- •1.10. Мп в контуре управления.
- •1.11. Особенности многопроцессорных систем.
- •1.12. Программное обеспечение мпс.
- •2. Разработка микропроцессорных систем.
- •2.1. Формулировка проблемы.
- •2.2. Выбор коллектива разработчиков.
- •2.3. Разработка модели управления объектом.
- •2.4. Разработка алгоритма.
- •2.5. Выбор мп и построение структуры мпс.
- •2.6. Разработка аппаратных средств мпс.
- •2.7. Разработка программного обеспечения мпс.
- •3. Отладка мпс.
- •3.1. Особенности контроля и диагностики мпс.
- •3.2. Источники ошибок при проектировании и виды неисправностей.
- •3.3. Методы и инструментальные средства тестирования.
- •4. Лабораторный практикум.
- •4.1. Указание по технике безопасности.
- •4.2. Описание лабораторного комплекса.
- •4.2.1. Состав.
- •4.2.2. Работа с учебным микропроцессорным комплектом.
- •4.2.3. Работа с кросс-системой.
- •4.2.4. Описание модулей.
- •5. Проведение лабораторных работ.
- •5.1. Порядок выполнения работы.
- •5.2. Указания к отчету.
- •5.3. Варианты заданий.
- •5.4. Лабораторная работа № 1. Разработка математической модели мпс
- •5.5. Лабораторная работа № 2. Разработка концептуального алгоритма мпс
- •5.6. Лабораторная работа № 3. Разработка структурной электрической схемы мпс
- •5.7. Лабораторная работа № 4. Разработка программы мпс
- •5.8. Лабораторная работа № 5. Сборка макета структуры мпс
- •5.9. Лабораторная работа № 6. Отладка подпрограмм взаимодействия с ву
- •5.10. Лабораторная работа № 7. Комплексная отладка макета мпс
- •Список литературы
4. Лабораторный практикум.
4.1. Указание по технике безопасности.
ВНИМАНИЕ! Прежде чем приступить к выполнению лабораторных работ, каждый студент должен ознакомиться с инструкцией по технике безопасности, что фиксируется его подписью в журнале.
1. Лабораторный комплекс включать в сеть 220 В, 50 Гц только после ознакомления с его описанием и с разрешения преподавателя.
2. В случае какой-либо неисправности, а также после окончания работы установку отключить от сети.
4.2. Описание лабораторного комплекса.
|
Рис.83 |
4.2.1. Состав.
Лабораторный комплекс (рис.83) состоит из учебного микропроцессорного комплекта (УМК, моделирующего ядро МПС совместно с ОЗУ, ПЗУ, пультом управления и индикации), адаптера внешней системной магистрали, набора модулей, логического пробника, соединительных проводов и панели, в которой расположены шесть одинаковых разъемов для подключения модулей к внешней магистрали МПС и дополнительный источник питания. Структурная схема комплекса дана на рис.84, состав шин внешней системной магистрали - в таблице 6, а распределение адресного пространства УМК - на рис.85.
| |
Рис.84 | |
|
|
Рис.85 |
|
УМК реализован на базе МП серии 580, система команд и приемы программирования которого на языке Ассемблера изложены в [7].
Таблица 6
Номер контакта разъемов |
Наименование шины |
Назначение шины |
А21 |
А0° |
Шины адреса. Обеспечивают адресацию устройств ввода-вывода |
А20 |
А1° |
по командам IN PORT и OUT PORT. А0 – младший разряд адреса, |
А19 |
А2° |
А7 – старший. |
А18 |
А3° |
|
А17 |
А4° |
|
А16 |
А5° |
|
А15 |
А6° |
|
А14 |
А7° |
|
А2,Б2,Б23 |
D0° |
Шины данных. Обеспечивают двунаправленную передачу команд |
А3,Б3,Б22 |
D1° |
и данных между УМК, пультом оператора и устройствами ввода- |
А4,Б4,Б21 |
D2° |
вывода. D0 – младший разряд, D7 – старший. |
А5,Б5,Б20 |
D3° |
|
А6,Б6,Б19 |
D4° |
|
А7,Б7,Б18 |
D5° |
|
А8,Б8,Б17 |
D6° |
|
А9,Б9,Б16 |
D7° |
|
А10 |
IORC° |
Сигнал указывает, что в данном машинном цикле будет производиться чтение регистра устройства ввода-вывода (ЧТ) |
А11 |
IOWC° |
Сигнал указывает, что в данном машинном цикле будет производиться запись в регистр устройства ввода-вывода (ЗП) |
А12 |
INT° |
Сигнал запроса на прерывание (ЗПР) |
А13 |
READY° |
Сигнал переводит МП в состояние ожидания готовности устройства ввода-вывода (ГТ) |
Б14 |
RESET |
Сигнал приведения в исходное состояние всех модулей МПС (СБР) |
Б15 |
DBIN° |
Сигнал указывает, что шина данных работает в режиме ввода информации в МП |
Б11 |
OSC |
Выход генератора тактовых импульсов |
Б12 |
F2 |
Вторая фаза последовательности тактовых импульсов от ГТИ |
Б13 |
STR |
Сигнал указывает, что на шине данных находится слово состояния МП (СИН) |
А1,А24 |
+5В |
Питание |
Б1,Б24 |
Общий |
Питание |
А23 |
-5В |
Питание |
А22 |
+12В |
Питание |
Знак "°" означает, что сигнал на данной шине представлен инверсным кодом, то есть логическому нулю соответствует высокий уровень потенциала, и наоборот.
Разработка и отладка программ для проектируемой МПС поддерживается кросс-системой, правила работы с которой описаны в разделе "Работа с кросс-системой". Таблица соответствия мнемонической записи команд машинным кодам МП 580 приведена в [8,9,15] и представлена планшетом в аудитории, где проводятся лабораторные работы.
УМК через внешние разъемы посредством адаптера внешней системной магистрали подсоединяется к панели. Для построения макета разработанной микропроцессорной системы модули, имеющие с торцов гнезда для коммутации адресных и управляющих шин, вставляются в эти разъемы и объединяются соединительными проводами. На панели слева расположено гнездо подключения логического пробника, предназначенного для контроля сигналов на шинах при отладке системы. Логическое состояние шин отражается на светодиодном индикаторе пробника: "1" - высокий потенциал, "0" - низкий потенциал, "01" - последовательность прямоугольных импульсов, вспышка "*" - одиночный импульс.