МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЫСШЕЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Методические указания

к выполнению курсового проекта по дисциплине

«Цифровая схемотехника»

для студентов специальности __________

«Электронные системы»

РАССМОТРЕНО

на заседании кафедры

электронной техники

протокол №__________

УТВЕРЖДЕНО

на заседании учебно-

издательского совета

ГВУЗ ДонНТУ

протокол ___от __________

Донецк,2012

СОДЕРЖАНИЕ

1.	Задание на курсовой проект. Требования к структуре и содержанию пояснительной записки……………………………..
	1.1.	Задание на курсовой проект………………………………….
	1.2.	Требования к структуре и содержанию курсового проекта
	1.3.	Порядок работы над курсовым проектом……………………
2.	Пример разработки имитационной модели МПС………………….
3.	Пример разработки функциональной схемы (ФС) МПС………….
	3.1.	Разработка ФС узла центрального процессора……………..
	3.2.	Разработка ФС узла внешнего ОЗУ…………………………
	3.3.	Разработка ФС узла индикации……………………………..
	3.4.	Разработка ФС узла АЦП и ЦАП……………………………
4.	Пример разработки программного обеспечения МПС……………
	4.1.	Настройка UART и выдача сообщения «Start»……………..
	4.2.	Выдача в UART данных по запросу…………………………
	4.3.	Вывод информации на динамический индикатор………….
	4.4.	Функция вывода на индикатор целочисленной переменной.
	4.5.	Функция тестирования ОЗУ………………………………….
	4.6.	Работа с ЦАП………………………………………………….
5.	Пояснения к выполнению вариантов заданий……………………..
	5.1.	Измерение частоты электрического сигнала……………….
	5.2.	Измерение температуры сенсора TMP03/04………………..
	5.3.	Измерение скорости пули…………………………………….
	5.4.	Лазерный дальномер…………………………………………..
	5.5.	Формирование сигнала с помощью ЦАП……………………
	5.6.	Цифровой фильтр……………………………………………..
6.	Справочные материалы……………………………………………..
	6.1.	Программируемый периферийный адаптер i8255…………
	6.2.	Стандартные функции ввода/вывода Си……………………
	6.3.	Таблица перевода чисел в разные системы исчисления……
	6.4.	Таблица скоростей UART……………………………………
	6.5.	Задание периода переполнения таймера…………………….
	6.6	Правила оформления блок-схем…………………………….
Список рекомендованной литературы…………………………………..
Приложение А. Листинг программы для тестирования МПС…….

1. Задание на курсовой проект. Требования к структуре и содержанию пояснительной записки

1. Задание на курсовой проект.

Разработать измерительную микропроцессорную систему (МПС) контроля и управления объектом. Варианты заданий на проектирование аппаратной части системы приведены в таблице 1. Варианты заданий на разработку программного обеспечения (ПО) приведены в таблице 2.

При старте программа должна выполнять тестирование всех структурных электронных узлов МПС (UART, АЦП, ОЗУ, ЦАП, индикаця).

Табл.1 - Таблица вариантов заданий на курсовой проект

Вариант	МК	АЦП	ЦАП	ОЗУ	RS232	Семисегм.
1	AT89C52	16р.		4кБ	+	4
2	AT89C55	8р.	12р.		+	4
3	AT89S52	12р.		8кБ	+	6
4	AT89S8252	10р.	10р.		+	6
5	AT89S53	16р.		32кБ	+	4
6	AT89S8253	10р.	8р.		+	4
7	AT89C51RB2	12р.		4кБ	+	6
8	AT89C51RC2	8р.	12р.		+	6
9	AT89C51IC2	16р.		8кБ	+	4
10	AT89C51AC2	10р.	10р.		+	4
11	AT89C51AC3	12р.		32кБ	+	6
12	AT89C51RD2	8р.	8р.		+	6
13	AT89C51ED2	16р.		4кБ	+	4
14	AT89C51ID2	10р.	10р.		+	4
15	AT89C55WD	12р.		8кБ	+	6
16	AT89C51RC	8р.	10р.		+	6
17	AT89C52	16р.		32кБ	+	4
18	AT89C55	10р.	8р.		+	4
19	AT89S52	12р.		4кБ	+	6
20	AT89S8252	8р.	12р.		+	6

Табл.2 - Таблица вариантов заданий на ПО

Вариант	Измеряемый параметр	Тип индикации	Дополнительно
1	АЧХ фильтра		Цифровой ФНЧ 2-го порядка. Частота дискретизации Fd=100 Гц, частота среза Fc=5 Гц
2	АЧХ фильтра		Цифровой ФНЧ 2-го порядка. Частота дискретизации Fd=50 Гц, частота среза Fc=1 Гц
3	Частота Fx	Семисегментн.	Fx от 1 до 40 кГц
4	Частота Fx	UART циклически	Fx от 1 до 40 кГц
5	Частота Fx	UART по запросу	Fx от 1 до 40 кГц
6	Температура	Семисегментн.	Датчик температуры ТМР03
7	Температура	UART циклически	Датчик температуры ТМР03
8	Температура	UART по запросу	Датчик температуры ТМР03
9	Скорость пули	Семисегментн.	L=1 м; v от 100 до 200 м/с
10	Скорость пули	UART циклически	L=1 м; v от 100 до 200 м/с
11	Расстояние	Семисегментн.	L от 5 до 50 м; Fm=1 МГц
12		ЦАП	Сформировать на выходе ЦАП сигнал требуемой формы и частоты (диаграмма 1)
13	Расстояние	UART по запросу	L от 5 до 50 м; Fm=1 МГц
14		ЦАП	Сформировать на выходе ЦАП сигнал требуемой формы и частоты (диаграмма 2)
15	Расстояние	UART циклически	L от 5 до 50 м; Fm=1 МГц
16			Сформировать на выходе ЦАП сигнал требуемой формы и частоты (диаграмма 3)
17	Частота Fx	Семисегментн.	Fx от 1 до 40 кГц
18			Сформировать на выходе ЦАП сигнал требуемой формы и частоты (диаграмма 4)

Рис.1 – Формы сигналов на выходе ЦАП.

2. Требования к структуре и содержанию курсового проекта.

Курсовой проект оформляется в виде пояснительной записки (ПЗ). ПЗ должна содержать:

– титульный лист;

– лист задания;

– реферат;

– перечень сокращений;

– содержание;

– введение;

– текст ПЗ;

– выводы;

– перечень ссылок;

– приложения.

Текст ПЗ должен включать в себя следующие пункты:

1. Разработка структурной схемы МПС.

2. Выбор элементной базы.

3. Разработка функциональной схемы МПС и словесного алгоритма ее функционирования.

4. Разработка имитационной модели МПС.

5. Разработка ПО.

   1. Разработка блок-схем ПО.

   2. Разработка программы.

   3. Моделирование работы МПС.

Структурная схема МПС должна отражать структурные элементы системы и связи между ними.

При выборе элементной базы необходимо кратко обосновать выбор микросхем, указать их назначение, принцип работы, назначение выводов, привести условное графическое обозначение микросхемы на принципиальной схеме и ее основные технические характеристики.

Функциональная схема МПС отличается от принципиальной отсутствием линий питания, блокировочных конденсаторов, разъемов и прочих элементов, не отражающих принцип функционирования системы. Для улучшения читабельности однотипные сигналы на функциональной схеме (ФС) необходимо объединить в шины. Именно функциональная схема отражает принцип функционирования системы. Ее разработку следует разбить на этапы. К примеру, разработка ФС узла центрального процессора, узла ОЗУ, узла индикации, узла АЦП/ЦАП, узла последовательного канала ввода/вывода, узла датчиков. Далее будет рассмотрен пример разработки ФС МПС.

Блок-схемы ПО составляются для выбранной подпрограммы и не должны быть слишком простыми или слишком сложными. Рекомендуемое количество блоков от 5 до 20 на подпрограмму. Листинг программы выносится в приложение. Пояснительная записка должна содержать текстовую часть с описанием структуры ПО, а также описанием назначения и функций каждой подпрограммы.

При составлении имитационной модели принципиальной схемы МПС необходимо учитывать, что элементная база пакета Proteus (как и любого другого пакета моделирования) имеет ограниченный объем. Несмотря на то, что данная программа позволяет пополнять библиотеки новыми моделями, созданными фирмами-разработчиками электронных компонентов, или моделями, составленными собственными силами, рекомендуется использовать элементы из категории Modelling Primitives. Эта категория содержит модели базовых элементов электроники и носит обобщающий характер. Модели здесь максимально упрощены, что облегчает процесс работы с ними. Однако они не имеют физических аналогов, и поэтому выводы элементов из данной категории не пронумерованы. Из категории Modelling Primitives рекомендуется взять ОЗУ, дешифратор шины адреса, АЦП, ЦАП. Отметим, что необходимая информация по компонентам содержится в хэлпе на соответствующий элемент в Proteus.

3. Порядок работы над курсовым проектом.

1. Создать модель принципиальной схемы в Proteus.

2. Написать ПО для тестирования всех структурных электронных узлов МПС (UART, АЦП, ОЗУ, ЦАП, индикаця).

3. Написать ПО в соответствии с вариантом задания.

4. Оформить ПЗ.