- •Московский государственный открытый университет
- •230105 – «Вычислительная техника и программное обеспечение автоматизированных систем»
- •2009 Общие требования к выполнению и оформлению курсовой работы
- •Перечень заданий по вариантам:
- •Задание №1
- •Задание №2
- •Задание №3
- •Задание №4
- •Задание №5
- •Задание №6
- •Задание №7
- •Задание №8
- •Задание №9
- •Задание №10
- •Общие рекомендации по выполнению заданий
- •Рекомендации по выполнению заданий по вариантам
- •(Ф.И.О.)
- •Система команд микропроцессора i8080
- •Коды регистров микропроцессора i8080
- •Коды регистровых пар микропроцессора i8080
- •Мнемоника и коды условий.
Задание №6
Составить электрические структурную и принципиальную схемы микропроцессорной системы, а также составить блок-схему и написать программу для решения задачи: выполнять последовательный опрос восьми аналоговых каналов через аналоговый коммутатор, управляемый трехразрядным адресным кодом. Аналоговый сигнал выбранного канала оцифровывать с помощью восьмиразрядного униполярного АЦП. В каждой серии опросов аналоговых каналов максимальное значение выводить в порт вывода 3, а минимальное – в порт вывода 4. Считать, что аналоговые сигналы нормированы к входному напряжению АЦП. Выполнить трансляцию в объектную программу.
Задание №7
Составить электрические структурную и принципиальную схемы микропроцессорной системы, а также составить блок-схему и написать программу для решения задачи: непрерывно производить замеры с помощью униполярного восьмиразрядного АЦП и в каждой серии из 100 измерений в порт вывода выводить результаты, лежащие в диапазоне значений от Uвх1 до Uвх2, где Uвх1 и Uвх2 вводятся через два других униполярных АЦП, либо через тот же АЦП, что и контролируемое напряжение, но путем коммутации каналов через аналоговый коммутатор с цифровым управлением. Причем не обязательно, что Uвх1 < Uвх2. Считать, что аналоговые сигналы нормированы к входному напряжению АЦП. Выполнить трансляцию в объектную программу.
Задание №8
Составить электрические структурную и принципиальную схемы микропроцессорной системы, а также составить блок-схему и написать программу на языке Ассемблера для решения задачи: измерять с помощью униполярных восьмиразрядных АЦП амплитуды каналов тока и напряжения и рассчитывать значение мощности. Результат расчета мощности выводить в виде двухбайтового кода в порты вывода. Считать, что аналоговые сигналы нормированы к входному напряжению АЦП и умножение реализовать через сдвиги и сложение. Выполнить трансляцию в объектную программу.
Задание №9
Составить электрические структурную и принципиальную схемы микропроцессорной системы, а также составить блок-схему и написать программу для решения задачи: производить серию из 16 опросов 12-разрядного униполярного АЦП с параллельным выходным кодом и среднее значение выводить в 2 восьмиразрядных порта вывода. Считать, что аналоговые сигналы нормированы к входному напряжению АЦП. Произвести трансляцию в объектную программу.
Задание №10
Составить электрические структурную и принципиальную схемы микропроцессорной системы, а также составить блок-схему и написать программу для решения задачи: постоянно с периодичностью в 1 секунду опрашивать униполярный восьмиразрядный АЦП и выводить 0 в первый разряд порта вывода если Uвх < и 1 – еслиUвх , где- максимальное входное напряжение АЦП. ЕслиUвх , отобразить сигнал ошибки в виде светящегося светодиода. Считать, что аналоговые сигналы нормированы к входному напряжению АЦП. Выполнить трансляцию в объектную программу.
Общие рекомендации по выполнению заданий
Общие рекомендации касаются разработки аппаратной части микропроцессорной системы. Для реализации всех заданий наиболее оптимальной является структура микропроцессорной системы с общей шиной (рис.1). Схему необходимо адаптировать под конкретный микропроцессорный комплект. Приведенная на рисунке схема ориентирована на МП-комплект серии 580. Именно ее рекомендуется использовать как базовую. В каждом задании эту структуру необходимо дополнить необходимой периферий, необходимым количеством портов ввода-вывода. Вместо надписи «ВНЕШНИЕ УСТРОЙСТВА ВВОДА-ВЫВОДА» необходимо изобразить, например, блок АЦП, бинарных датчиков и т.д. в соответствии с индивидуальным вариантом задания. Ненужные блоки можно не изображать. Например, в большинстве заданий не требуется организовывать каналы прерывания и контроллер прерывания можно не изображать. В пояснительной записке нужно привести описание этой схемы, которое подробно рассматривается в [1,2].
Рис.1. Схема структурная микропроцессорной системы с общей шиной.
В качестве электрической принципиальной схемы можно предложить несколько реализаций. Один из вариантов рекомендуемой схемы приводится на рис.2. Отличаются они в основном организаций подключения портов ввода-вывода. Можно подключать порты ввода-вывода как ячейки памяти по управляющим сигналам MR и MW с непересекающимся адресным пространством портов и памяти, а можно как собственно порты ввода-вывода с пересекающимся адресным пространством с памятью по управляющим сигналам IOR и IOW. Кроме того, можно по разному организовывать дешифратор адреса портов: либо на основе готовой микросхемы дешифратора (именно такой вариант приводится на рис.2), либо на микросхемах элементарных логических функций.
В схеме организовано 2 порта ввода и 2 порта вывода на основе микросхем КР580ИР82. Микросхема имеет трехстабильные выходы Q0…Q7. Управление состоянием выходов осуществляется по инверсному статическому входу (output enable), имеющим тот же смысл, что и сигнал выбора CS в структурной схеме. Поскольку порты ввода подключаются в общую шину данных, то, чтобы они не включались в эту шину одновременно друг с другом и с памятью, выходы их необходимо активизировать только при наличии обращения к конкретному порту. Это достигается путем подачи на входлогического 0. Вход STB (strob) служит для записи входных данных в выходные триггеры. Этот вход является прямым динамическим.
Рис.2. Схема электрическая принципиальная микропроцессорной системы с общей шиной.
Таким образом, для опроса конкретного порта ввода необходимо на его вход подавать логический ноль, а на входSTB - перепад с 0 на 1. Для выходных портов нет необходимости переводить их выходы в высокоимпедансное состояние. Поэтому на вход у них подается постоянно логический ноль путем подключения этих входов к земле. Управление же осуществляется только по входуSTB путем защелкивания в них выходных данных при наличии обращения к конкретным портам вывода. Управляющие сигналы активизации портов ввода-вывода формируются путем объединения сигналов IOR и IOW и унитарного выходного кода с выхода дешифратора адреса, реализованного на микросхеме К155ИД10. Таким образом, активизация соответствующего порта происходит только тогда, когда происходит совпадение сигналов IOR или IOW и его адреса с шины адреса. Остальное описание, выбор адресного пространства и логику формирования управляющих сигналов портов на основе элементов базовых логических функций из имеющихся сигналов IOR и IOW и кода адреса студенту необходимо описать самостоятельно в разделе разработки принципиальной схемы.
Память в представленной на рис.2 схеме представлена микросхемами ПЗУ и ОЗУ по 2 кБайт каждая. Выбор адресного пространства ПЗУ или ОЗУ осуществляется разрядом A11 шины адреса микропроцессора. При нуле в этом разряде активизируется микросхема ПЗУ, при единице – микросхема ОЗУ. Логику настройки и формирование управляющих сигналов на микросхемы памяти студенту необходимо описать в разделе разработки принципиальной схемы.
Поскольку по формулировке некоторых заданий в системе требуется организовать только один канал прерывания, то в данном случае нет необходимости устанавливать контроллер прерывания. Сигнал INT можно заводить сразу на микропроцессор, а функцию идентификации номера прерывания выполняет регистр DD7, который при подтверждении прерывания микропроцессором (сигнал INTA) пропускает в шину данных код команды запроса прерывания (команда RST n в микропроцессоре КР580ВМ80А). Этот код на входе регистра устанавливается постоянным путем подключения определенных разрядов к шине питания или к земле и настройки команды, таким образом, на определенный адрес прерывания n. В случае отсутствия подключаемых устройств по прерыванию этот регистр можно не включать в принципиальную схему.
При выборе и описании элементной базы можно руководствоваться [3,4], а также ресурсами сети Internet. В приложении 2 приводится система команд для микропроцессора КР580ВМ80.