курсовой проект / Курсовая по МП1 / 2_анализ эл.принцип.схемы

2 АНАЛИЗ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ

2.1 Оценка элементной базы.

Система сохраняет работоспособность при снижении напряжения входных сигналов до +3В. Достоинством данного устройства является повышенная точность передачи сигналов и быстродействие.

Применяемая элементная база широко распространена в отечественной промышленности, обладает свойствами безотказности, долговечности, сохраняемости и хорошими электрическими показателями, а также имеет много отечественных и зарубежных аналогов, что повышает ремонтопригодность изделия.

2.1.1 Микросхемы

Процессорный блок КР580ВМ80А ( рис.1)

Разрядность данных: 8 бит

Число команд:78

Максимальная емкость адресуемой памяти:

64 кбайта

Максимальное число адресуемых устройств

ввода/вывода: 256/256

Потребляемая мощность: не более 1500 мВт.

Рис.1

Тактовый генератор. КР580ГФ24 (рис.2)

Необходим для синхронизации работы МП

КР580ВМ80А.

Частота тактовых импульсов стабилизируется

Рис.2 кварцевым резонатором, резонансную частоту

которого следует выбирать в 9 раз превышающей требуемую тактовую частоту процессора. Тактовая частота процессора в данной работе принята равной 2 МГц. (типичное значение частоты МП КР580ВМ80А ) отсюда

резонансная частота кварцевого генератора = 18 МГц.

Потребляемая мощность: 420 мВт.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)

КР537РУ10 (рис.3)

Информационная емкость: 16834 бит ( 2 кбайта )

Организация: 2048 слов  8 разрядов

Рис.3 Потребляемая мощность: не более 370 мВт

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)

К573РФ2 (рис.4)

Информационная емкость: 16834 бит ( 2 кбайта )

Организация: 2048 слов  8 разрядов

Потребляемая мощность не более: 420 мВт

Рис.4

Системный контроллер КР580ВК28 (рис.5)

Необходим для формирования управляющих

сигналов и увеличения нагрузочной способности

шины данных.

Потребляемая мощность: 950мВт.

Рис.5

Буферный регистр КР580ИР82 (рис.6)

Необходим для увеличения нагрузочной способно

сти системной шины.

Потребляемая мощность: 800 мВт.

Рис.6

Системный интерфейс КР580ВВ55 (рис.7)

Необходим для обмена информацией с внешними

устройствами.

Потребляемая мощность: 600 мВт.

Рис.7

Дешифратор К555ИД7 (рис.8)

Используется для дешифрации адресов устройств

памяти и устройств ввода/вывода.

Рис.8

2.2 Распределение разрядов портов за внешними устройствами.

Для расширения каналов ввода вывода используются 2 схемы КР580ВВ55 (IO1 и IO2). Каждая из схем имеет 3 канала (порта) (A,B,C) по 8 разрядов каждый. В микросхемах имеется регистр для записи управляющего слова. Закрепление разрядов за отдельными входами и выходами (таблица 1) проводилось с учетом удобства реализации программы (простоты преобразования входных сигналов в 8 битные числа).

Схема инициализации портов ввода-вывода представлена на рис.9

Таблица 1. Закрепление разрядов за отдельными входами и выходами.

		IO1		IO2
ПОРТ A	A0	Датчик влажности	A0	Вращение двигателя вправо
	A1	Датчик заполнения емкости	A1	Вращение двигателя влево
	A2	Датчик движения влево	A2	Открыть клапан сброса воды
	A3	Датчик движения вправо	A3	Закрыть клапан сброса воды
	A4	Датчик окончания сброса воды	A4	Открыть клапан заливки воды
	A5	Не используется	A5	Закрыть клапан заливки воды
	A6	Не используется	A6	Не используется
	A7	Не используется	A7	Не используется
ПОРТ B	B0	7 бит кода датчика	B0	3 бит кода позиции УС
	B1	6 бит кода датчика	B1	6 бит кода позиции УС
	B2	5 бит кода датчика	B2	5 бит кода позиции УС
	B3	4 бит кода датчика	B3	4 бит кода позиции УС
	B4	3 бит кода датчика	B4	3 бит кода позиции УС
	B5	2 бит кода датчика	B5	2 бит кода позиции УС
	B6	1 бит кода датчика	B6	1 бит кода позиции УС
	B7	0 бит кода датчика	B7	0 бит кода позиции УС

Д7

Д6

Д5

Д4

Д3

Д2

Д1

Д0

1-ввод 0-вывод	ШКН3[0-3]
1-ввод 0-вывод	ШКН2[0-7]
0-режим 0 1-режим 1	Выбор режима

1 - Задание режимов

1-ввод 0-вывод	ШКН3[4-7]
1-ввод 0-вывод	ШКН1[0-7]
00 – режим 0 01 – режим 1 11 – режим 2 10 – режим 2	Выбор режима

Рис.9 Схема инициализации портов ввода-вывода.

2.3 Дешифрация адресов памяти и устройств ввода вывода.

Дешифрация памяти – механизм закрепления области памяти за устройствами. При поступлении на шину адреса (ША) какого-либо числа, устройство (устройства) дешифрации вырабатывает на выходе сигнал, который трактуется нами как сигнал CHIP SELECT (выбор микросхемы)

соответствующей микросхемы и заводится на вход CS этого устройства.

Таблица2. Распределение памяти.

Устройство		A15	A14	A13	A12	A11	A10	A9	A8	A7	A6	A5	A4	A3	A2	A1	A0
ПЗУ	0000h	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
	07FFh	0	0	0	0	0	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
ОЗУ	0800h	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
	0FFFh	0	0	0	0	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
IO1	40h	0	1	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0
	43h	0	1	0	0	0	0	1	1	0	1	0	0	0	0	1	1
IO2	80h	1	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0
	83h	1	0	0	0	0	0	1	1	1	0	0	0	0	0	1	1

Примечание: хотя адрес ячейки памяти при работе с памятью и устройствами ввода вывода появляется на одной и той же шине (ША) это не значит, что может происходить перекрытие адресов т. к. когда мы работаем с устройствами ввода вывода при помощи команд IN и OUT вырабатываются сигналы IOR и IOW. Память при этом отключена от шины данных (выходы схем памяти находятся в состоянии с высоким выходным сопротивлением). Аналогично при работе с памятью вырабатываются управляющие сигналы MEMR и MEMW, устройства ввода вывода отключены от шины данных.

Выбор микросхемы памяти или устройства ввода-вывода из нескольких осуществляется с помощью сигнала CS.

Для дешифрации адресов используем дешифратор К555ИД7 и сигналы A₁₅, A₁₄, A₁₁.

Таблица 3. Назначение выводов К555ИД7.

Номер выхода	A15	A14	A11	На вход CS устройства
0	0	0	0	ПЗУ
1	0	0	1	ОЗУ
2	0	1	0	IO1
3	0	1	1	Не используется
4	1	0	0	IO2
5	1	0	1	Не используется
6	1	1	0	Не используется
7	1	1	1	Не используется

Примечание: при использовании команд IN или OUT и задании адреса устройства ввода/вывода этот 8 битный адрес записывается как в младший так и в старший байт ША. Пример OUT 82h =>ША = 8282h.

2.4 Описание работы контроллера.

После запуска программы, производится инициализация портов ввода-вывода микросхем DD8, DD9. Затем контроллер работает в режиме ожидания до появлении сигнала высокого уровня на входе A0 (DD8), что свидетельствует о срабатывании датчика влажности. На выход A4 (DD9) подаем упр.сигнал для открытия клапана заливки воды в емкость. Ждем сигнала на A1 (DD8) (срабатывание датчика заполнения емкости водой). На выход A5(DD9) подаем упр.сигнал для закрытия клапана заливки воды. Считываем код текущей позиции устройства поливки (УП) с B0-B7 (DD9). Сохраняем его в ререгистре В (DD0), считываем код позиции, где сработал датчик В0-B7 (DD8) в регистр А (DD0), сохраняем код тек.позиции в регистр С (DD0).

Производим сравнение кодов позиций, если равны, то подаем упр.сигнал на A2 (DD9) для сброса воды. Если позиция , где сработал датчик слева от текущей, то подаем упр.сиг. на A1(DD9) для включения вращения двигателя влево, иначе на A0 (DD9) для вкл.вращения двигателя право. Ожидаем перемещения УП до нужной позиции. Сверим позиции , если равны , то

выключим двигатель, 0 на A0,A1 (DD9). Проверим нет сигнала высокого уровня на A2,3 (DD8) (датчики движения). Если нет , то упр.сигнал на A2(DD9) для сброса воды. Ждем срабатывания датчика окончания сброса воды A4 (DD8). Подаем упр.сиг. на A3(DD9) для закрытия клапана сброса воды.

Лист