Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
образец курсовой по микропроцессорам.rtf
Скачиваний:
345
Добавлен:
18.03.2016
Размер:
11.03 Mб
Скачать

Размещено на http://www.allbest.ru

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Уральский государственный университет путей сообщения

Кафедра Электроснабжение железнодорожного транспорта

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине: Автоматизация устройств электроснабжения

На тему: Применение микропроцессоров в устройствах электроснабжения железных дорог

Вариант 87

Екатеринбург 2013

Реферат

Данная курсовая работа содержит: страниц 20, рисунков 7 , таблиц 3, использованная литература 4 источника.

МИКРОПРОЦЕССОР, МИКРОСХЕМА, ДАТЧИК, ПОРТЫ ВВОДА-ВЫВОДА, ЯЧЕЙКА ПАМЯТИ, УПРАВЛЯЮЩЕЕ СЛОВО, ПРОГРАММА, ПОДПРОГРАММА, АЛГОРИТМ, ЛОГИКА, РЕЖИМ РАБОТЫ, ВРЕМЯ ОПРОСА, МНЕМОКОД, БАЗОВАЯ СХЕМА, АДРЕС.

В данной курсовой работе разработана структурная схема устройства включения резервного выпрямительного агрегата при перегрузе основного с выдержкой времени Т =0,4 с и отключение при снятии перегруза с выдержкой времени Т=0,4 с, составлены алгоритм и программа работы микропроцессора. Определены режимы работы портов. Описана работа базовых схем серии КМОП.

Содержание

Введение

Система электроснабжения электрифицированных железных дорог должна надежно и бесперебойно снабжать электроэнергией устройства электрической тяги. Аппаратурой автоматики и телемеханики оборудуют тяговые подстанции, посты секционирования, пункты параллельного соединения и основные разъединители контактной сети. Комплексное внедрение автоматики и телемеханики позволило значительно повысить оперативность управления устройствами электроснабжения, сократить штат эксплуатационного персонала, облегчить условия труда. Аппаратура автоматики и телемеханики обеспечивает непрерывный контроль и поддержание заданного режима работы основного оборудования системы электроснабжения и тем самым позволяет повысить надежность его работы.

Последние поколения средств автоматики, телемеханики и релейной защиты основаны на микроэлектронике с использованием интегральных микросхем и вычислительной техники. Последнее поколение средств автоматики, телемеханики и релейной защиты основаны на микросхемах и вычислительной технике. Микропроцессорные устройства выполняют самые разнообразные функции. Не смотря на это, их схемы и конструкция имеют много общего.

Задание на курсовую работу

Вариант 87

Разработать на базе учебного микропроцессорного комплекта (УМК), выполненного на микросхемах серии КР580, устройство включения резервного выпрямительного агрегата при перегрузе основного с выдержкой времени Т=0,4 с и отключение при снятии перегруза с выдержкой времени Т=0,4 с.

1. Структурная схема микропроцессора кр580вм80. Технические характеристики умк

Структурная схема микропроцессора КР580ВМ80 представлена на рис 1.

Рис 1. Структурная схема микропроцессора КР580ВМ80

Микропроцессор является 8-разрядным – у него 8-разрядная внутренняя шина, 8 разрядное арифметико-логическое устройство.

ALU – арифметико-логическое устройство. Выполняет арифметические и логические операции.

А – аккумулятор. Регистр для временного хранения исходных операундов и результатов.

B, C, D, E, H, L – 8 разрядные регистры общего назначения. Совмещают функцию хранения данных с функцией адресации данных. Данные регистры могут образовывать 16-разрядные регистровые пары: BC, DE, HL.

MX – мультиплексор. Имеет несколько входов и один выход, при этом к выходу подключается один из входов.

F – 8-разрядный регистр признаков (или регистр флагов). Содержит признаки результата операции.

PSW (program status word) – 16-разрядный регистр слова состояния программы. Его образуют регистр признаков совместно с аккумулятором.

PC (program counter) – 16-разрядный регистр счетчика команд. Содержит адрес следующей, подлежащей выполнению команды.

SP (stack pointer) – 16-разрядный регистр указателя стека. Содержит адрес последней заполненной ячейки стековой памяти (стека).

Шина адреса (ША) – 16-разрядная. Соответственно общее адресное пространство составляет 64К, адреса от 0000h до FFFFh. ША однонаправленная, процессор задает адрес объекта, с которым происходит обмен информацией.

УУ – устройство управления. Управляет внутренними блоками процессора в соответствии с принятой командой и внешними входными сигналами управления, а также формирует сигналы управления внешними объектами.

SW (status word) – 8 разрядное слово состояния, формируемое УУ. Сигналы SW кодируют тип машинного цикла, определяют происходит ввод или вывод данных, происходит обращение к памяти или к устройствам ввода-вывода.

Шина данных (ШД) 8-разрядная, двунаправленная. На ШД выставляются данные и слово состояния.

Технические характеристики УМК:

1. Тип применяемого микропроцессора КР580ВМ80.

Объем оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 1 Кбайт.

3. Объем постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) - 2 Кбайт (1 КБайт - система команд "Монитор", 1 КБайт - за пользователем).

4. Уровни входных и выходных сигналов совместимы с уровнями ТТЛ;

5. Напряжение питания - 220±10% В, частота - 50±1 Гц.

6. Частота УМК – 2 МГц.

2. Структурная схема УМК и ТЭЗ. Шины данных, адреса управляющих сигналов

На рис. 2 представлена структурная схема УМК.

Рис 2. Структурная схема учебного микропроцессорного комплекта

В корпусе УМК находятся:

операционное устройство (ОУ),

постоянная память (ПЗУ),

оперативная память (ОЗУ).

Через разъем в верхней части УМК подключается внешнее устройство ввода-вывода - типовой элемент замены (ТЭЗ). Все внешние датчики и исполнительные цепи подключаются к ТЭЗу.

ША 16-разрядная, однонаправленная. Адрес задает ОУ. ШД 8-разрядная, двунаправленная. Информация по ШД передается от ОУ к памяти или устройствам ввода-вывода (УВВ) или в противоположном направлении – из памяти или УВВ в операционное устройство. В шине управления (ШУ) используются четыре линии: MR, MW, IOR, IOW. Сигналы управления задает ОУ. Распределение адресов памяти и УВВ рассмотрено в разделе 3.

ТЭЗ подключается к УМК через трехразрядный разъем Х1. В ТЭЗ заводятся следующие цепи:

ША – используются только младшие 8 линий ША;

ЩД;

ШУ – используются 2 сигнала IOR и IOW;

Напряжение питания 0В и +5В.

На плате ТЭЗа расположены 2 микросхемы:

КР555ИД7 – дешифратор для выбора микросхем ввода-вывода. Один из выводов КР555ИД7 соединяется с входом разрешения CS микросхемы КР580ВВ55.

КР580ВВ55 – программируемое устройство ввода-вывода параллельной информации (параллельный порт). Настройка портов ввода-вывода микросхемы К580ВВ55 рассмотрена в разделе 4.

3. Распределение адресов памяти и УВВ

По адресу выбирается память (ОЗУ или ПЗУ) и конкретная ячейка в этой памяти. При обращении к памяти (устройствам ввода вывода) ОУ выставляет адрес ячейки (устройства ввода-вывода) и сопровождает его управляющим сигналом MR или MW (IOR или IOW). Управляющий сигнал определяет, что обращение происходит к памяти или устройству ввода-вывода и направление передачи информации:

MR – чтение памяти, информация передается из памяти в ОУ;

MW – запись памяти, информация передается из ОУ в память;

IOR – чтение из устройства ввода-вывода, информация передается из устройства ввода-вывода в ОУ;

IOW – запись в устройство ввода-вывода, информация передается из ОУ в устройство ввода-вывода.

Распределение ячеек памяти микропроцессора показано в таблице 1.

Таблица 1. Распределение ячеек памяти микропроцессора.

Вид памяти

Начальная ячейка

Конечная ячейка

Назначение

ПЗУ

0000

0400

03FF

07FF

Система команд «Монитор»

Ячейки пользователя

ОЗУ

0800

0BCA

0C00

0FB1

0BC9

0BFF

0FB0

0FFF

Ячейки пользователя

Доп. ячейки «Монитора»

Область стека пользователя

Область стека монитор