- •Содержание
- •Введение
- •1. Разработка аппаратных средств
- •1.1. Разработка структурной схемы
- •1.2. Разработка карты распределения адресного пространства мпс
- •1.3 Разработка микропроцессорного модуля
- •1.5 Разработка модуля энергонезависимого озу
- •1.6 Разработка модуля ввода аналоговых величин
- •1.7 Разработка модуля вывода управляющих сигналов
- •1.8 Разработка модуля клавиатуры.
- •1.9 Разработка модуля индикации и аварийной сигнализации
- •2. Расчет электрического сопряжения
- •2.1 Расчет сопряжения по цепям данных
- •3. Расчет аппаратных затрат
- •4. Расчет потребляемой мощности
- •5. Выбор фильтров питания
- •6. Построение временной диаграммы работы мпс
- •7. Разработка програмного обеспечения
- •Заключение
- •Приложение б. Спецификация используемых элементов
1.7 Разработка модуля вывода управляющих сигналов
Модуль состоит из ЦАП (DD8) для выработки аналогового управляющего сигнала Y4, программируемого таймера/счетчика (DD9) для выработки управляющих сигналов Y1, Y2 и Y3 и генератора тактовой частоты для таймера/счетчика.
Преобразование цифровой величины Q4 в аналоговый управляющий сигнал Y4 производится при помощи ЦАП AD558 фирмы Analog Devices. Выбор ЦАП сделан исходя из следующих критериев:
параллельный ввод информации в ЦАП в соответствии с техническим заданием;
восьмиразрядное разрешение цифрового эквивалента обеспечивают допустимую погрешность обработки не более 0,1% в соответствии с техническим заданием;
Значение опорного напряжения также выбрано исходя из требований технического задания. При значении опорного напряжения 4,096 и при восьмиразрядном разрешении ЦАП значение В, что соответствует требованиям технического задания.
Параллельный ввод информации в ЦАП производится через 8-ми разрядную шину данных. Так как ЦАП имеет разрядность 8 бит, следовательно, запись информации в ЦАП будет производится за 1 цикл записи.
Выбор ЦАП осуществляется сигналом /dac.
Управляющие сигналы Y1, Y2 и Y3 формируются с помощью программируемого таймера КР580ВИ53, что также указано в техническом задании.
Выбор таймера осуществляется сигналом /vi53, разряды шины А0 и A1 необходимы для программирования таймера. Для сигналов разрешения работы каналов 0 и 1 используем порты микроконтроллера Р1.6 и Р3.7 соответственно. Для обеспечения загрузки данных таймер подключается к 8-ми разрядной шине данных. Для выдачи управляющих сигналов необходимо запрограммировать таймер на нужный режим работы и подать сигнал разрешения выдачи (CE0 или CE1).
1.8 Разработка модуля клавиатуры.
Модуль состоит из клавиатурной матрицы 3 строки × 8 столбцов, состоящей из кнопок, в их числе 16 клавиш шестнадцатеричного кода и три командные клавиши: ПУСК, ВВОД и МЕНЮ. Кнопка СБРОС подключается к питанию и схеме формирования сброса микроконтроллера при включении питания, поэтому в клавиатурную матрицу не входит. Контроллер клавиатуры СЕ110 (DD7).
Данный контроллер имеет интерфейс I2C для связи с микроконтроллером. В соответствии с документацией адрес контроллера на шине I2C 78h. Контроллер использует статический механизм опроса клавиатурной матрицы, имеет средства защиты от дребезга и позволяет использовать кнопки с сопротивлением до 5 кОм в нажатом состоянии. Также контроллер имеет средства защиты от «ложного нажатия» кнопок при одновременном нажатии нескольких кнопок на клавиатуре.
На каждое зафиксированное нажатие клавиши контроллер формирует прерывание и микропроцессор должен считать из контроллера код нажатой клавиши. Для начала работы контроллера необходимо задать режим его работы при помощи записи управляющих слов в регистры управляющих слов. Приведем необходимые управляющие слова в таблице 7.
Таблица 7
Управляющие слова
Адрес РУС |
D7 |
D6 |
D5 |
D4 |
D3 |
D2 |
D1 |
D0 |
01h |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
03h |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
04h |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Регистр по адресу 01h отвечает за защитный интервал при нажатии кнопки, по адресу 03h за настройку выхода как выхода прерывания, по адресу 04h за запуск контроллера и начала процедуры опроса клавиатуры. Также этот регистр предназначен для перевода контроллера в энергосберегающий режим.
Для организации самой клавиатурной матрицы используем кнопки DTS – 24N (SWT 9). Для данного типа кнопок коммутируемое напряжение – 12 В, рабочий ток 0,05 А, сопротивление в нажатом состоянии не более 0,1 Ом. Данные кнопки полностью удовлетворяют требованиям технической документации на контроллер клавиатуры.
Так как по требованиям технического задания необходимо реализовать функцию сторожевого таймера в случае случайного сбоя, то используем внутренний сторожевой таймер AT89S8252.