4.10 Уточненная структурная схема микропроцессорной системы

Для завершения разработки подсистем данной МПС составим уточненную структурную схему. Она изображена на рисунке 24. Для соединения всех модулей использовались схемы подключения каждого в отдельности. В основном согласование работы устройств происходит через шину управления ШУ. По ШУ передаются служебные управляющие слова: сигналы синхронизации, чтения, запись, запросы на прерывание, подтверждение адреса и другие.

По шине адреса происходит передача микропроцессором адреса из ОЗУ в ПЗУ или устройств ввода/вывода, по шине данных - соответственно передача данных

ГТИ

КР580ГФ24

ОЗУ

К537РУ8

ПЗУ

К541РЕ1

МП Z80

БР

КР580ИР82

БР

КР580ИР82

ШФ КР580ВК28

ШД

ШУ

ША

Таймер

КР580ВИ53

К

ПККИ

КР580ВВ79

Контроллер прерыванийКР580ВН59

Контроллер

ПДП

КР580ВТ57

Дешифратор

К514ИД1

Запросы прерываний

Входы синхронизации

Запросы ПДП

Клавиатура

Дисплей

ППИ

КР580ВВ55

ЦАП

К572ПА1

АЦП

К572ПВ3

Рисунок 24 – Уточненная структурная схема

В уточнённой структурной схеме добавляются буферные регистры КР580ИР82, контроллер прерываний, КР580ВН59, контроллер прямого доступа авмяти КР580ВТ57, контроллер клавиатуры и индикации КР580ВВ79, аналогово-цифровой преобразователь К572ПВ3, а также цифро-аналоговый преобразователь К572ПА1.

5 Разработка алгоритма управляющей программы

Обработка информации от цифровых датчиков и выдача управляющего воздействия y₁ производится путем ввода значений X₁, X₂, X₃, X₄ и вычисления булевой функции f₁(X₁, X₂, X₃, X₄)= Y₁=,

При единичном значении f₁ вырабатывается управляющий сигнал y₁=1 длительностью t₁=25мкс.

Составим таблицу истинности по булевой функции f1=, для определения единичного состояния f1.

Таблица 18- Таблица инцидентности

X1	X2	X3	X4	f1
0	0	0	0	0
0	0	0	1	1
0	0	1	0	0
0	0	1	1	1
0	1	0	0	0
0	1	0	1	1
0	1	1	0	0
0	1	1	1	1
1	0	0	0	0
1	0	0	1	1
1	0	1	0	0
1	0	1	1	1
1	1	0	0	0
1	1	0	1	1
1	1	1	0	1
1	1	1	1	1

При обработке информации с аналоговых датчиков ПМ принимает коды NU₁, NU₂ с выходов АЦП и код константы К с регистра пульта управления. Далее вычисляется значение функции NU=f₂(NU₁, NU₂, К)=min(NU₁; K + NU₂) и сравнивается с константой Q, хранящейся в ПЗУ. В зависимости от результатов сравнения вырабатывается (аналогично Y₁) один из двух двоичных управляющих сигналов Y₂ или Y₃ заданной длительности по следующему правилу: если NU<Q, то выдать Y₂ длительностью t₂=70 мкс, иначе выдать Y₃ длительностью t₃=150мкс.

Далее формируется управляющее воздействие Y₄, для чего с АЦП вводится значение NU₃ и производится вычисление по формуле:

Значение Y₄ в виде 8-разрядного кода выдается на вход ЦАП.

Все двоичные переменные и константы, участвующие в вычислениях: NU₁, NU₂, NU₃, К, Q, A₀, A₁, Y₄ рассматриваются как целые без знака.

После выдачи всех управляющих воздействий проверяется состояние тумблера «СТОП» на пульте управления. Если СТОП=0, цикл управления начинается с начала, иначе выполняется процедура останова системы, включающая следующие действия: формируется сигнал установки системы в исходное состояние путем подачи на линию начальной установки интерфейса двух прямоугольных импульсов длительностью 30 мкс интервалом 30 мкс, выполняется команда процессора СТОП.

Блок-схема заданного цикла управления разбита на две части (первая часть представлена на рисунке 28, вторая часть представлена на рисунке 29), общая блок-схема представлена на рисунке 30.

Рисунок 25 – Цикл 1 управляющей программы

Первый цикл управляющей программы заключается во вводе в ЦП значений от цифровых датчиков (X₁, X₂, X₃, X₄), затем осуществляется вычисление заданной булевой функции (Y₁= X₁ & X₂ v X₃ & X₄). После вычисления булевой функции проверяется условие (Y₁=1), при невыполнении этого условия осуществляется переход в начало цикла. А если условие выполняется то осуществляется выдача управляющего сигнала Y₁ с длительностью t₁ = 25 мкс.

Рисунок 26 – Цикл 2 управляющей программы

Второй цикл управляющей программы заключается во вводе в ЦП двоичных кодов с выходов АЦП (NU₁, NU₂) и констант К и Q, затем осуществляется вычисление значения функции f₂ (NU=f₂(NU₁,NU₂, К) = max(NU₁;NU₂ + K)). Затем проверяется условие на результат вычисления. Если условие выполняется (NU<Q) ,то осуществляется выдача управляющего сигнала y₂ длительностью t₂=70 мкс, а если условие не выполняется, то осуществляется выдача управляющего сигнала y₃ длительностью t₃=150 мкс. После этого осуществляется ввод в ЦП двоичного кода с выхода АЦП NU₃. В конце цикла программы вычисляется функция .

Рисунок 27 – Общая блок-схема программы

Общая блок - схема программы заключается: сначала выполняется первый цикл управляющей программы, затем осуществляется выполнение второго цикла управляющей программы. После этого осуществляется выдача управляющих воздействий по результатам двух циклов программы на светодиодную индикацию. Затем осуществляется проверка состояния тумблера «СТОП» на пульте управления. Если условие не выполняется (сигнал СТОП = 1), то осуществляется переход в начало программы. В противном случае происходит останов.