Структурная схема устройства
3.1. Выбор и обоснование
Согласно техническому заданию, разрабатываемое устройство основывается на ОВМ х51. Программа, по которой работает ОВМ, обрабатывает данные о нажатии кнопок в разных режимах, поступающие на вход, преобразует их и подает на выход ОВМ. Для вывода информации используется принцип «динамической индикации». Дешифратор 1 используется для преобразования двоичного числа в соответствующий код для семисегментного индикатора. Дешифратор 2 служит для указания конкретного знакоместа в индикации. Имея два строенных семисегментных индикатора, в программе будем рассматривать как 6 одинарных, либо один с шестью индмкаторами.
рис. 2. Структурная схема устройства.
Данные, которые обрабатывает ОВМ, поступают с нажатых кнопок, а также переключателя режима работы. Нажатия обрабатываются как внешние прерывания. При определение действий в программе, важным является положение переключателя.
3.2. Описание принципа действия устройства
Программа, по которой работает ОВМ, формирует на выходе сигнал на индикацию. Переключатель режима может находиться в двух состояниях: “установка” и ”игра”. В режиме “установки”, определяемом положением переключателя, нажатием кнопок устанавливаем значение времени, с которым будут работать часы. Установка производится на два индикатора одновременно, причём изменение происходит на величину 60. Показания индикатора находятся в границах от 0 до 960. Если произошло переключение переключателя в “установка”, то происходит обнуление состояний индикаторов. При переключении в режим «игры», нажатия кнопок будут приводить к остановке одного и запуске уменьшения промежутка времени, выделенного на игру, другого игрока. Все значения оставшегося времени игроков выводятся на индикацию.
Вычисления состояния индикации выполняются с помощью программы. Причём важно отметить, что каждому значению индикатора соответствует переменная, хранящая значение времени. Когда значение одного индикатора (совокупности трёх переменных) становится равным нулю, происходит вызов процедуры управления звуковым сигналом. По её действию и происходит подача сигнала на динамическую головку. Изменение индикации прекращается и для продолжения необходимо перейти в режим установки и установить нужное значение времени.
Выбор, обоснование и расчет отдельных узлов
4.1. Выбор микросхемы овм х51
Выберем x51-совместимый микроконтроллер фирмы ATMEL AT89C2051. Этот контроллер полностью совместим с семейством MCS51, выпускается в 20-выводном корпусе. Условное графическое обозначение приведено на рис. 2. Контроллер содержит электрически перепрограммируемое ПЗУ объемом 2 Кбайт, внутреннее ОЗУ объемом 128 байт, 15 линий ввода-вывода, два таймера счетчика (16 бит), шесть векторов прерываний и аналоговый компаратор.AT89C2051 имеет также стандартный для MCS51 последовательный порт. Выводы портов – сильноточные, допускают прохождение через них тока до 20 мА (суммарный ток через все линии порта – не более 80 мА). Напряжение питания – 4...6 В для модификаций с тактовой частотой 12 МГц.
Выводы P1.2 – P1.7 и порта P3
имеют внутренние нагрузочные резисторы.
P1.0 иP1.1 не имеют их и
используются соответственно как
неинвертирующий (AIN0) и
инвертирующий (AIN1) входы
встроенного прецизионного аналогового
компаратора. Мы не будем использовать
компаратор, но отсутствие внутреннего
сопротивления необходимо учесть. Линии
порта P3.0 – P3.5 выполняют альтернативные
функции: P3.0 – RxD,P3.1 –TxD,P3.2 –
,P3.3 –
,P3.4 –T0,P3.5
–T1.
Из стандартного для контроллеров семейства MCS51 набора регистров SFR в AT89C2051 присутствуют аккумулятор, регистры B, PSW, IP, IE, TCON,TMOD,TL0,TH0,SP,PCON,DPTR,P1 иP3, а также SCON, SBUF,TL1 иTH1.
Рис. 2. Условное графическое обозначение микросхемы AT89C2051