Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт неразрушающего контроля

Направление: приборостроение

Кафедра: Физических методов и приборов контроля качества

УСТРОЙСТВО ИНДИКАЦИИ «БЕГУЩАЯ СТРОКА»

Курсовой проект

Студент гр.1Б81 _____________________ Т.Ю. Юруткина

Руководитель _____________________ Ю.В.Алхимов

Доцент, к.т.н. каф. ФМПК

Томск - 2011

Содержание

Техническое задание……………………………………………………….3

Введение……………………………………………………………………4

1.Аппаратная часть……………………………………………………….5

1.1Функциональная схема устройства………………………………5

1.2Выбор элементной базы…………………………………………..6

1.2.1 Микропроцессор Intel 8085………………………………..6

1.2.2 Периферийный параллельный адаптер…………………12

1.2.3 Микросхемы памяти ПЗУ и ОЗУ…………………………13

1.2.4 Дешифратор……………………………………………….14

1.2.5 Cемисегментный светодиодный индикатор………………14

1.2.6 Регистр………………………………………………………14

2. Программная часть ……………………………………………………15

2.1 Язык Assembler ………………………………………………….15

2.2 Блок-схема программы …………………………………………15

Заключение ………………………………………………………………21

Список литературы………………………………………………………22

Приложения……………………………………………………………….23

Техническое задание

Спроектировать устройство индикации «Бегущая строка».

Исходные данные: Использовать любой матричный индикатор (допускается ограниченный набор символов). Количество одновременно отображаемых символов не менее 7. Ввод символов производится с клавиатуры.

Введение

Микропроцессорная техника - наиболее быстро развивающаяся область электроники, для успешного овладения которой необходимо с самого начала усвоить современные принципы организации микропроцессорных систем. Освоение ключевых понятий микропроцессорной техники - это первая задача студента, обучающегося на направлении «Приборостроение». Успех при этом может принести только комплексный подход к проектированию аппаратных и программных средств.

Данная курсовая работа как раз таки и дает такую возможность. Целью данной курсовой работы является проектирование устройства индикации «Бегущая строка», выводящее 7 символов на матричные индикаторы. Ввод символов осуществляется с клавиатуры. Так как проектирование – сложная и многосторонняя задача, то данная курсовая работа будет разбита на две части: аппаратную и программную.

Задачи:

1.Составить функциональную схему устройства

2.Определить элементную базу

3. Составить принципиальную схему устройства

4. Составить программу работы микропроцессора на языке Ассемблер

1. Аппаратная часть

1.1Функциональная схема устройства

Устройство индикации «Бегущая строка» состоит из нескольких главных элементов (рис.1): процессора, параллельного порта ввода/вывода, памяти, клавиатуры и 7 семисегментных индикаторов.

Рисунок 1. Функциональная схема устройства

Процессор осуществляет управление устройством. В частности подает и считывает сигнал о символах, выводимых на индикаторы. Это происходит с использованием микросхем памяти, в которых хранятся данные о считываемых символах, и, собственно, сама программа процессора. Процессор осуществляет обработку и управление этими данными.

Параллельный программируемый порт ввода/вывода реализует непосредственно процесс вывода символов на индикатор, а также управление работой индикаторов. Кроме того порт взаимодействует с клавиатурой запрашивая и получая данные о нажатых клавишах.

1.2 Выбор элементной базы

1.2.1 Микропроцессор Intel 8085

Центральной частью устройства является 8-битный микропроцессор Intel 8085, выпущенный компанией Intel в марте 1976 года. Представляет собой усовершенствованную версию процессора Intel 8080. Архитектура микропроцессора Intel 8085 представлена на рисунке 2.

Рисунок 2. Архитектура микропроцессора Intel 8085

Микропроцессор Intel 8085 заключён в корпус с 40 выводами, расположение которых приведено на рисунке 3. В таблице 1 приведено название выводов и их назначение.

Рисунок 3. Расположение выводов микропроцессора Intel 8085

Таблица 1. Выводы МП Intel8085

Микропроцессор Intel 8085 имеет 16-разрядный счетчик команд и защелку адреса, которая загружает специализированную адресную (А15-А8) и мультиплексированную шины (АД7-АД0). Параллельные данные входят в МП и покидают его через АД7-АД0. Эта шина передает адрес, когда линия управления ALE получает Н-сигнал, и данные, когда L-сигнал.

По 8-разрядной внутренней шине входящие и выходящие данные вводятся внутрь устройства. Они могут поступать с внутренней шины данных в 8-разрядный аккумулятор или регистр временного хранения, в индикаторы, регистр команд, устройство управления, в какой либо из регистров общего назначения (B, C, D, E, H, L), 16-разрядный указатель стека, 16-разрядный счетчик команд или 8-разрядный буфер адреса/данных. Арифметико-логическое устройство загружается двумя 8-разрядными регистрами (аккумулятором и регистром времен­ного хранения). Регистр состояний со­держит пять индикаторов состояния.

Регистр команд связан с дешифратором. Последний опре­деляет текущую команду, требуемую микропрограмму или сле­дующий машинный цикл. Он информирует схему управления и синхронизации о последовательности действий. Эта схема ко­ординирует действия МП и периферии.

В состав МП Intel 8085 вхо­дят 8- и 16-разрядные регистры. Адресуемых 8-разрядных реги­стров здесь восемь, шесть из которых (регистры общего назна­чения) могут быть использованы или как 8-разрядные, или могут объединяться в три 16-разрядные пары. Кроме того, МП In­tel 8085 содержит два 16-разрядных регистра.

Аккумулятор (или регистр Л) является ядром все опера­ций МП, к которым относятся арифметические, логические операции, загрузки или размещения данных памяти и ВВ. Это 8-разрядный регистр.

Регистры общего назначения ВС, DE и HL могут быть использованы как шесть 8-разрядных пар или три 16-разрядные пары регистров в зависимости от текущей выполняемой коман­ды. Как и в МП Intel 8080, пара HL (фирмой Intel названа указа­телем данных) может быть использована для указания адреса. Несколько команд используют пары ВС и DE в качестве указа­теля адреса, но обычно они являются регистрами хранения дан­ных.

Счетчик команд PC всегда указывает на ячейку памяти следующей для выполнения команды.

Указатель стека SP является специальным регистром - указателем адреса (или данных), который всегда указывает на вершину стека в ОЗУ. Это 16-разрядный регистр.

Регистр состояния (или индикаторов) содержит пять одноразрядных индикаторов, в которых содержится информа­ция, относящаяся к состоянию МП. Эти указатели используют­ся условными ветвлениями программы, вызовами подпрограмм и возвратами из подпрограмм.

МП Intel 8085 снабжён внутренним генератором тактовых импульсов, входы которого Х₁ и Х₂ обычно соединены с кристаллом. Внутренняя частота МП является половиной частоты кристалла.

Выводы, предназначенные для ввода и вывода последова­тельных данных в МП Intel 8085, способствуют минимизации числа кристаллов в малой системе, составляя интерфейс после­довательного порта. По специальной команде RIM данные пе­редаются с вывода последовательного входа SID в бит 7 аккумулятора.

Отдельный последовательный бит может быть выведен через выход SOD, используя специальную команду SIM. Ис­точником данных является наиболее значимый бит 7 аккуму­лятора. Бит 6 аккумулятора должен быть установлен в первое положе­ние, чтобы мог осуществляться последовательный вывод данных.

Последовательный вход SID может быть использован так же, как универсальный вход TEST, тогда как вывод выхода SOD может служить выходом однобитовой команды.

Многие выводы МП Intel 8085, выполняют функции управления:

RD и WR – аналогичные рассмотренным для типового МП – используются для информации устройства памяти или УВВ, т. е. определяют, наступило ли время послать или принять данные по шине данных (в этом случае по мультиплексированной шине).

RESET IN – вход сброса действует так же, как это было в типовом МП при сбросе в 0000Н счётчика команд. Шины адреса, данных и линии управления находятся в состоянии высокого сопротивления в ходе сброса. Когда МП сбрасывается, вывод RESET OUT (относится к операции сброса) выдаёт сигнал в периферийные устройства, информируя их, что операция сброса закончена.

CLK МП – выход генератора тактовых импульсов Intel 8085 функционирует, как и в типовом МП.

INTR – вход запроса прерывания в МП Intel 8085 является универсальным прерыванием (как в типовом МП), однако существует различие в том смысле, что прерывание INTR в МП Intel 8085 может быть разрешено или запрещено командами программы. Кроме входа нормального запроса на прерывание (INTR) МП Intel 8085 снабжён четырьмя другими прерываниями :

TRAP, RST7.5, RST6.5, RST5.5, INTR (от прерывания наивысшего приоритета до самого низшего, соответственно). Сигнал TRAP или один из трёх сигналов RST влекут за собой ветвление МП по вызываемому специальному адресу. Команды рестартов RST могут быть разрешены или запрещены программно, но прерывания по входу TRAP таким образом запрещены быть не могут. Запрос на прерывание INTR вызывает переход к новому адресу, указанному специальной командой, выданной периферией, когда активизируется выход, подтверждающий получение запроса на прерывание (INTR).

SID и SOD – это слаборазвитые ввод и вывод последовательных данных, соответственно. Отдельный бит данных на выводах SID загружается в наиболее значимый разряд (бит 7) аккумулятора командой RIM в МП Intel 8085. Вывод выхода SOD активизируется или сбрасывается командой SIM в МП.

READY – это вход, который информирует МП, что периферия готова выдать или принять данные. Если READY имеет L-уровень в цикле считывания или записи, МП его интерпретирует как требование перейти в состояние ожидания. В этих условиях МП будет ждать до тех пор, пока периферия не просигнализирует, что она готова передать или получить данные. Затем будем продолжать выполнение цикла записи или считывания. Вход READY удобен при использовании очень медленных по сравнению со скоростью обработки данных в МП устройств памяти или периферии.

HOLD – входной сигнал требования захвата – оповещает МП, что другое устройство хочет использовать шины адреса и данных (это может производиться в ходе ПДП). По получении сигнала HOLD МП завершает текущую операцию, затем выводы данных и адреса

RD, WR и IO/М переводятся в третье состояние, т. е. исключается взаимодействие с передачами данных на шинах.

HLDA – выход подтверждение состояния захвата указывает периферии, что запрос HOLD был получен и микропроцессор не будет управлять шинами в следующем цикле тактовых импульсов.

IO/W, S₀ и S₁ – выходы, являющиеся сигналами управления, которые информируют периферию о типе машинного цикла, выполняемого МП.