Коломенский институт (филиал)
Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения
Высшего профессионального образования
«Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)»
Есипов В.В.
ЭВМ И ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА
Методические указания и задание на курсовой проект
Направления подготовки 230100.62 – Информатика и вычислительная техника
Коломна 2013
| УДК 681.3 ББК 32.97 Е83 | |
| Е83 | Есипов В.В. ЭВМ и периферийные устройства. Методические указания и задание на курсовой проект. – Коломна: КИ (ф) МГМУ, 2013. – 11 с. Методические указания и задание на курсовой проект предназначены для студентов, обучающихся по направлению подготовки «230100.62 – Информатика и вычислительная техника» и изучающих дисциплину «ЭВМ и периферийные устройства». Они предназначены для изучения студентами основ проектирования устройств на основе микропроцессоров и микроконтроллеров и их программированию на языке ассемблер. |
| Одобрено на заседании кафедры автоматизации производства и информационных технологий Коломенского института (филиала) Московского государственного машиностроительного университета (МАМИ). Протокол № 1 от 03 сентября 2013 г. | |
| УДК 681.3 ББК 32.97 © Есипов В.В., 2013 ©КИ (ф) МГМУ, 2013 |
Содержание
Общие требования. 4
Задание на курсовой проект. 5
Список рекомендуемой литературы.. 10
Общие требования
Курсовой проект посвящен разработке микропроцессорной системы, которая предназначена для измерения и контроля уровней напряжений электрических сигналов, получаемых с датчиков.
Курсовой проект должен быть оформлен в виде пояснительной записки, которая должна содержать:
· титульный лист;
· задание на курсовой проект;
· содержание;
· основную часть;
· список используемой литературы.
Страницы должны быть пронумерованы.
Основная часть должна содержать следующие разделы:
· введение;
· функциональная схема микропроцессорной системы;
· расчет параметров устройств микропроцессорной системы;
· схема электрическая – принципиальная микропроцессорной системы;
· описание работы микропроцессорной системы;
· алгоритмы программ работы микропроцессорной системы;
· тексты программ работы микропроцессорной системы на языке ассемблер;
· руководство по эксплуатации микропроцессорной системы;
· заключение.
Тексты программ работы микропроцессорной системы и ее схема электрическая – принципиальная могут быть оформлены в виде приложений к пояснительной записке.
Задание на курсовой проект
Разработать микропроцессорную систему, которая предназначена для измерения и контроля уровней напряжений электрических сигналов, получаемых с датчиков.
Микропроцессорная система должна содержать:
· микропроцессор или микроконтроллер;
· постоянную память для хранения программ и констант;
· оперативную память для временного хранения результатов измерений и результатов их обработки;
· контроллер прерываний;
· контроллер последовательного интерфейса RS-232 для обмена данными между микропроцессорной системой и персональным компьютером;
· аналого-цифровой преобразователь (АЦП) для преобразования аналоговых сигналов напряжений в цифровой код;
· контроллер последовательного или параллельного порта ввода-вывода для обмена данными между микропроцессором и АЦП;
· аналоговый коммутатор для коммутации выходов датчиков сигналов напряжений с входом АЦП;
· контроллер параллельного порта для вывода данных на индикацию;
· световые индикаторы;
· согласующие устройства для согласования уровней измеряемых напряжений с допустимым уровнем входного напряжения АЦП.
Выбор конфигурации микропроцессорной системы, типов и значений параметров перечисленных выше устройств осуществляется в соответствии с требованиями на характеристики микропроцессорной системы конкретного варианта, выданного студенту (Таблица 1). Некоторые из перечисленных выше устройств могут входить в состав выбранного микроконтроллера.
Микропроцессорная система должна иметь следующие характеристики:
1. Количество датчиков сигналов напряжений – N.
2. Диапазоны измеряемых напряжений аналоговых сигналов, поступающих с датчиков, приведены для каждого варианта в таблице 1.
3. Частота изменения напряжений аналоговых сигналов – не более 1 Гц.
4. Точность измерения напряжений аналоговых сигналов – не менее P %.
5. Частота измерения напряжений аналоговых сигналов – F1 Гц.
6. Для выполнения цифровой фильтрации каждое измерение производится m раз, а затем вычисляется среднее значение напряжения аналогового сигнала.
7. Измеренные значения напряжений аналоговых сигналов до передачи в персональный компьютер накапливаются в оперативной памяти микропроцессорной системы.
8. Передача измеренных данных в персональный компьютер осуществляется по последовательному интерфейсу RS-232 с частотой F2 Гц. Скорость передачи измеренных данных – V бит/с.
9. Программное обеспечение микропроцессорной системы кроме основной управляющей программы должно содержать тестовую подпрограмму для выполнения самоконтроля системы. Тестовая подпрограмма должна запускаться при включении микропроцессорной системы, а затем в процессе ее работы с частотой F3 Гц. Исправность микропроцессорной системы должна индицироваться с помощью светового индикатора, светящегося зеленым цветом. Информация об исправности микропроцессорной системы должна также с частотой F3 Гц поступать в персональный компьютер.
10. Кроме вышеуказанного светового индикатора микропроцессорная система должна иметь еще N световых индикаторов, соответствующих датчикам сигналов напряжений. Если уровень выходного напряжения какого-либо датчика выходит за пределы указанного в таблице 1 диапазона, то соответствующий данному датчику световой индикатор должен светиться красным цветом. Информация о выходе за пределы допустимого диапазона должна также поступать в персональный компьютер. Выключение светящегося индикатора должно производиться по команде из персонального компьютера. Прием микропроцессорной системой команд из персонального компьютера производится по интерфейсу RS-232 в режиме прерывания.
11. Программное обеспечение микропроцессорной системы должно быть разработано на языке ассемблер используемого микропроцессора или микроконтроллера и находиться в ее постоянной памяти.
12. Микропроцессорная система должна работать в температурном диапазоне от -40 °С до +50 °С и конструктивно быть расположена на одной печатной плате с разъемами для подключения выходов датчиков сигналов напряжений, источников питания и кабеля связи с персональным компьютером по интерфейсу RS-232.
В пояснительной записке к курсовому проекту должны быть приведены функциональная и принципиальная схемы микропроцессорной системы, алгоритмы программ и тексты программ на языке ассемблер, описание работы микропроцессорной системы и руководство по ее эксплуатации.
Таблица 1. Варианты характеристик микропроцессорной системы
| Номер варианта | N | Ui мин, В | Ui макс, В | P, % | F1, Гц | F2, Гц | V, бит/с | F3, Гц | m |
| -12 | 1/60 | 1/600 | |||||||
| -5 | |||||||||
| -0.5 | 0.5 | ||||||||
| -0.05 | 0.05 | ||||||||
| -12 | 1.5 | 1/120 | 1/1200 | ||||||
| -10 | |||||||||
| -1 | |||||||||
| -0.1 | 0.1 | ||||||||
| -0.01 | 0.01 | ||||||||
| -9 | 0.5 | 1/180 | 1/1800 | ||||||
| -2 | |||||||||
| -1 | |||||||||
| -0.2 | 0.2 | ||||||||
| -0.05 | 0.05 | ||||||||
| -0.02 | 0.02 | ||||||||
| -12 | 1/240 | 1/2400 | |||||||
| -5 | |||||||||
| -2 | |||||||||
| -0.5 | 0.5 | ||||||||
| -0.1 | 0.1 | ||||||||
| -0.05 | 0.05 | ||||||||
| -0.02 | 0.02 | ||||||||
| -12 | 1.5 | 1/120 | 1/1200 | ||||||
| -10 | |||||||||
| -1 | |||||||||
| -0.1 | 0.1 | ||||||||
| -12 | 1/180 | 1/1800 | |||||||
| -5 | |||||||||
| -0.5 | 0.5 | ||||||||
| -0.05 | 0.05 | ||||||||
| -0.02 | 0.02 | ||||||||
| -10 | 1/240 | 1/2400 | |||||||
| -5 | |||||||||
| -2 | |||||||||
| -1 | |||||||||
| -0.1 | 0.1 | ||||||||
| -0.01 | 0.01 | ||||||||
| -12 | 1.5 | 1/60 | 1/600 | ||||||
| -10 | |||||||||
| -1 | |||||||||
| -0.1 | 0.1 | ||||||||
| -0.05 | 0.05 | ||||||||
| -0.02 | 0.02 | ||||||||
| -0.01 | 0.01 | ||||||||
| -9 | 1/180 | 1/1800 | |||||||
| -2 | |||||||||
| -0.2 | 0.2 | ||||||||
| -0.02 | 0.02 | ||||||||
| -10 | 0.5 | 1/240 | 1/2400 | ||||||
| -1 | |||||||||
| -0.1 | 0.1 | ||||||||
| -0.05 | 0.05 | ||||||||
| -0.01 | 0.01 | ||||||||
| -12 | 1.5 | 1/60 | 1/600 | ||||||
| -5 | |||||||||
| -2 | |||||||||
| -0.5 | 0.5 | ||||||||
| -0.1 | 0.1 | ||||||||
| -0.05 | 0.05 | ||||||||
| -9 | 1/120 | 1/1200 | |||||||
| -2 | |||||||||
| -1 | |||||||||
| -0.5 | 0.5 | ||||||||
| -0.2 | 0.2 | ||||||||
| -0.05 | 0.05 | ||||||||
| -0.02 | 0.02 | ||||||||
| -10 | 0.5 | 1/240 | 1/2400 | ||||||
| -1 | |||||||||
| -0.1 | 0.1 | ||||||||
| -0.01 | 0.01 | ||||||||
| -9 | 1/60 | 1/600 | |||||||
| -2 | |||||||||
| -0.2 | 0.2 | ||||||||
| -0.05 | 0.05 | ||||||||
| -0.02 | 0.02 |
| -12 | 1/120 | 1/1200 | |||||||
| -10 | |||||||||
| -1 | |||||||||
| -0.1 | 0.1 | ||||||||
| -0.05 | 0.05 | ||||||||
| -0.01 | 0.01 | ||||||||
| -10 | 0.5 | 1/180 | 1/1800 | ||||||
| -5 | |||||||||
| -2 | |||||||||
| -1 | |||||||||
| -0.1 | 0.1 | ||||||||
| -0.05 | 0.05 | ||||||||
| -0.01 | 0.01 |
Список рекомендуемой литературы
1. Микропроцессорные системы. Учебное пособие для вузов. Под общей редакцией Пузанкова Д.В. – СПб.: Политехника, 2002.
2. Бородулин А. STM8 и STM32 – объединенное пространство 8- и 32-разрядных микроконтроллеров. – Компоненты и технологии № 10, 2009. – С. 55-59.
3. Brown J. Discovering the STM32 Microcontroller. January 8, 2013.
4. Горнец Н.Н., Рощин А.Г., Соломенцев В.В. Организация ЭВМ и систем. – М.: Издательский центр «Академия», 2008.
5. Булычев А..Л., Галкин В.И., Прохоренко В.А. Аналоговые интегральные схемы. Справочник. – 2-е издание, переработанное и дополненное. – Минск: Беларусь, 1993.
6. Якубовский С.В. и др. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы. Справочник. – М.: Радио и связь, 1989.
7. Бродин В.Б., Шагурин И.И. Микроконтроллеры. Архитектура, программирование, интерфейс. – М.: ЭКОМ, 1999.
8. Сайт фирмы Atmel – www.atmel.com.
9. Сайт фирмы Analog Devices – www.analog.com.
10. Сайт фирмы Texas Instruments – www.ti.com.
11. Сайт фирмы Maxim Dallas Semiconductor – www.maxim-ic.com.
12. Сайт фирмы Intel – www.intel.com.
Учебное издание