Курсовая по микропроцессорам
Министерство высшего и профессионального образования РФ
Ижевский Государственный Технический Университет
Приборостроительный факультет
Курсовой проект
По дисциплине: техника микропроцессорных систем.
Тема: устройство управления на базе одно-кристальной микроЭВМ МС68Н705С8.
Выполнил студент-заочник: Дударев А.Ю.
Преподаватель:Марков М.М.
ИЖЕВСК 2001
Содержание.
1. Техническое задание.
2. Анализ технического задания.
3. Обоснование выбора элементов базы.
4. Описание электрической принципиальной схемы и ее работы.
5. Литература.
Техническое задание.
Разработать устройство управления на базе однокристальной микроЭВМ МС68Н705С8, содержащие следующие элементы:
1. Коммутатор аналоговых сигналов с напряжением от – 5 до + 5 вольт.
| Входы х выходы | 16х2 |
2. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).
| Объем ОЗУ в байтах |
3. Постоянное запоминающее устройство (РПЗУ).
| Объем РПЗУ в байтах | - |
4. Аналого-цифровой преобразователь.
| Разрядность АЦП | - |
5. Цифро-аналоговый преобразователь.
| Разрядность ЦАП |
6. Входные дискретные сигналы.
| Количество входов | - |
| Наличие прерываний | - |
| Входные уровни | - |
7. Выходные дискретные сигналы.
| Количество выходов | |
| Выходные уровни | ТТЛ |
8. Интерфейс обмена.
| Тип интерфейса | RS-232 9 выводов |
Анализ технического задания.
В ОЭВМ МС68НС705С8 (далее МК) имеется три порта общего назначения (по 8 линий ввода-вывода) и один специализированный порт (7 линий). Очевидно, что для непосредственного взаимодействия со всеми устройствами, входящими в состав разрабатываемого устройства управления (далее контроллера), этого количества линий недостаточно, т.е. по одним и тем же линиям ввода-вывода МК должен взаимодействовать с несколькими устройствами.
Исходя из выше изложенного, на портах МК необходимо организовать три шины: данных, адреса и управления, а в состав внешних устройств должны входить регистры, в которые по шине данных с помощью сигналов шины управления будут записываться необходимые данные.
Рассмотрим особенности построения каждого из внешних устройств.
Коммутатор аналоговых сигналов должен состоять непосредственно из самого аналогового коммутатора и регистра, в котором будет записываться слово управления коммутацией. Для выбора одного из 16-ти входов требуется 4 разряда управляющего слова, для выбора одного из двух выходов необходим один разряд, целесообразно так же выделить один разряд для отключения обоих выходов. Таким образом, слово управления аналоговым коммутатором содержит 6 разрядов. Для записи данных в регистр управления требуется один сигнал управления.
Т.к. емкость ОЗУ невелика (256 байт) целесообразно применить статическое ОЗУ, чтобы исключит схему управления динамическим ОЗУ. Схема ОЗУ должна предусматривать отключение от шины данных, т.к. к ней подключены и другие устройства. Сигналы взаимодействия с ОЗУ состоят из 8-ми адресных разрядов, 8-ми разрядов данных и двух сигналов управления- сигнала чтения/записи данных и сигнала отключения выводов данных.
Блок цифро-аналогового преобразователя содержит непосредственно сам ЦАП со схемой формирования опорного напряжения и регистра хранения цифрового кода. Для управления ЦАП требуется 10 разрядов кода и один разряд сигнала записи кода в регистр хранения.
Схема выдачи дискретных сигналов должна состоять из регистра выходных сигналов и схемы преобразования к уровням ТТЛ, если последняя потребуется, в зависимости от применяемого регистра. Для выдачи дискретных сигналов требуется 10 разрядов самих сигналов и одного сигнала управления регистром.
Для организации последовательного интерфейса RS-232 целесообразно использовать встроенный в МК последовательный интерфейс связи, используя его линии RDI, TDO как сигналы RxD, TxD соответственно интерфейса RS-232. Оставшиеся 4 входных сигнала интерфейса RS-232 можно подавать на линии порта D МК, а для двух выходных сигналов управления интерфейсом RS-232 требуется использовать регистр хранения, записывая в него сигналы с шины данных. Для преобразования друг в друга уровней стандартных сигналов интерфейса RS-232 (низкий уровень –15…-5В, высокий +5…+15В) и КМОП 5В необходимо применение схем согласования.
Для исключения постоянного опроса входных сигналов управления интерфейса RS-232 целесообразно организовать прерывание работы МК по изменению этих сигналов.
Таким образом, шина адреса должна быть 8-ми разрядной (ОЗУ), шина данных 10-ти разрядной (ЦАП, выходные дискретные сигналы), шина управления 6-ти разрядной (1 разряд - аналоговый коммутатор, 2 - ОЗУ, 1 - ЦАП, 1 - дискретный выходной сигнал, 1 - RS-232).
Итак, можно перейти к выбору элементной базы и составлению принципиальной электрической схемы.