2. Разработка алгоритма функционирования мк

НАЧАЛО

Установить в начальное состояние МПБ, БВВАД, БОИ (1)

Обнуление счетчика датчиков (2)

Прием аналогового сигнала датчика (3)

Вычисление заданной функции (4)

Формирование сигнала сигнала готовности (5)

Аналого-цифровое преобразование сигнала датчика (6)

Отображение заданной функции (7)

Последний датчик? (8)

Увеличить на 1 содержимое счетчика датчиков (9)

НЕТ ДА

Окончание работы? (10)

ОСТАНОВКА

Рисунок 2 – Блок схема

2. Разработка принципиальных электрических схем блоков

3.1 Микропроцессорный блок

Центральный процессорный модуль является основным блоком контроллера. Он обеспечивает управление и синхронизацию работы всего устройства, обеспечивает приём, выдачу, хранение и обработку данных, поступающих по системной шине.

В состав центрального процессорного модуля (ЦПМ) входят процессор КР1821ВМ85А (DD2), два буферных регистра КР580ИР82 (DD5, DD6), двунаправленный шинный формирователь КР580ВА86 (DD7), мультиплексор К555КП11 (DD8), внешний резонатор (ZQ, C₁), схема формирования сброса (R₁, C₂, S).

Микропроцессор КР1821ВМ85А имеет совмещенные шину данных и шину адреса. Для разделения сигналов этих шин применяются буферные регистры. Появление в первом такте машинного цикла на шине А15-А8 старшего байта адреса, а на шине AD7-AD0 – младшего, стробируется сигналом процессора ALE, который используется для разрешения записи в регистры. При передаче по шине AD7-AD0 данных этот сигнал отсутствует. Таким образом, в регистрах будет записан адрес, а данные будут передаваться через шинный формирователь. К тому же, регистры и шинный формирователь выполняют функцию увеличения нагрузочной способности ЦПМ (32 мА/вывод).

Мультиплексор (DD5) преобразует сигналы процессора в сигналы чтения/записи памяти и внешних устройств – MEMR, MEMW, I/OR, I/OW.

Именно от выбора процессора зависит быстродействие системы в целом, точность обработки данных, а также удобство разработки программного обеспечения для всего контроллера. Оптимальным для разрабатываемого курсового проекта будет микропроцессор КР1821ВМ85А, преимуществами которого являются:

• низкая стоимость;

• ориентировка на работу в составе микроконтроллеров;

• программная совместимость с микропроцессором КР580ВМ80А;

• наличие одного источника питания +5В;

• наличие встроенного генератора тактовых импульсов;

• встроенный системный контроллер;

• встроенный контроллер прерывания.

Однако, наряду с перечисленными достоинствами, у КР1821ВМ85А имеются и некоторые недостатки:

• низкое быстродействие (длительность одного машинного такта 0,5 мкс; время выполнения одной команды 7-8 мкс);

• разрядность обрабатываемых данных 8 бит;

• отсутствие команды деления в имеющемся составе команд.

Для стабилизации частоты системного генератора к выводам Х1 и Х2 БИС КР1821ВМ85А подключают кварцевый резонатор с номинальной частотой 18500кГц. При этом длительность машинного такта будет равна 0,486 мкс. Конденсатор С2 – подстроечный и используется для регулировки частоты системного генератора в небольших пределах. Цепочка R1C1 служит для кратковременного формирования импульса с отрицательным передним фронтом длительностью не менее 1,5 мкс (3 машинных такта). При принятии постоянной времени цепочки R1C1  = 10 мкс, R1 = 10 кОм, а С1 = 1000 пФ. Принцип работы формирования схемы сброса состоит в следующем. В нормальном состоянии С1 заряжен и вход БИС КР1821ВМ85А RESI через резистор R1 соединен с источником питания +5В, что держит на нем «логическую единицу». При замыкании переключателя S, конденсатор С1 разряжается на корпус. При размыкании переключателя начинается зарядка конденсатора, а вход RESI БИС КР1821ВМ85А оказывается при этом замкнутым на корпус, что соответствует состоянию «логического нуля». По окончанию зарядки, на входе RESI вновь устанавливается «логическая единица».