Курсовая по микропроцессорам
Курсовая по микропроцессорамМинистерство высшего и профессионального образования РФИжевский Государственный Технический УниверситетПриборостроительный факультетКурсовой проектПо дисциплине: техника микропроцессорных систем.Тема: устройство управления на базе одно-кристальной микроЭВМ МС68Н705С8.Выполнил студент-заочник: Дударев А.Ю.Преподаватель: Марков М.М.ИЖЕВСК 2001Содержание.1. Техническое задание.2. Анализ технического задания.3. Обоснование выбора элементов базы.4. Описание электрической принципиальной схемы и ее работы.5. Литература.1. Техническое задание. Разработать устройство управления на базе однокристальной микроЭВМ МС68Н705С8, содержащие следующие элементы:1. Коммутатор аналоговых сигналов с напряжением от – 5 до + 5 вольт.2. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).3. Постоянное запоминающее устройство (РПЗУ).4. Аналого-цифровой преобразователь.5. Цифро-аналоговый преобразователь.6. Входные дискретные сигналы.7. Выходные дискретные сигналы.8. Интерфейс обмена.2. 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. 3. Обоснование выбора элементной базы. Т.к. МК реализован по КМОП - технологии и использует напряжение питания 5В, то целесообразно и другие микросхемы выбрать КМОП типа с напряжением питания 5В, для исключения схем согласования уровней и уменьшения энергопотребления.Наиболее приемлемыми по быстродействию и нагрузочной способности являются КМОП микросхемы серии КР1554, поэтому выберем все неспециализированные ИС из этой серии. В качестве регистра хранения выберем ИС КР1554ИР23 – 8-ми разрядный регистр хранения с синхронизацией по положительному фронту тактового сигнала. В качестве регистра хранения двух и менее разрядов целесообразно применить ИС КР1554ТМ2 – два D - триггера с синхронизацией по положительному фронту тактового сигнала. Микросхемы комбинационного типа также используем серии КР1554.Для коммутирования входных аналоговых сигналов используем ИС КР590КН1 – аналоговый коммутатор 8х1 со встроенным дешифратором коммутации и входом разрешения коммутации. Для коммутирования выходных аналоговых сигналов применим ИС КР590КН5 – четыре управляемых аналоговых ключа. Обе микросхемы позволяют коммутировать сигналы напряжением –5…+5 и управляются уровнями КМОП 5В, чем и обусловлен наш выбор.Исходя из анализа, ТЗ в качестве ОЗУ целесообразнее выбрать статическое ОЗУ с отключением выводов данных, также желательно, что бы ИС ОЗУ имела объединенные входы/выходы данных, количество входов было бы равно 8-ми (чтобы использовать один корпус), емкость не менее 256 байт и входные/выходные сигналы с уровнем КМОП 5В. Этим требованиям отвечает ИС К537РУ9А – статическое ОЗУ с построением 2Кх8.В качестве ЦАП целесообразно применить ИС ЦАП со встроенным регистром хранения входного ряда, а т.к. требований к быстродействию не предъявлено, применим ИС КР572ПА2А – 12-ти разрядный ЦАП с входными регистрами хранения.Для формирования выходного сигнала ЦАП, а также для схемы формирования выходных уровней интерфейса RS-232, требуются быстродействующие ОУ, такие как КР574УД2А – два ОУ со скоростью нарастания выходного сигнала 50В/мкс.Очевидно, контроллер входит в состав более сложного устройства, т.е. плата контроллера подстыковывается к плате соединений, таким образом, целесообразно применить одну розетку для печатного монтажа, такую как трех- рядная 72-х контактная РПМ7-72Г-П-В. <...
Другие файлы:
Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы
Дан обзор номенклатуры основных серий отечественных аналоговых и цифровых интегральных микросхем. Приведены их наиболее важные параметры и характерист...
Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы
Дан обзор номенклатуры основных серий отечественных аналоговых и цифровых интегральных микросхем. Приведены их наиболее важные параметры и характерист...
Общая электротехника с основами электроники
Изложены основы расчета электрических цепей постоянного и переменного тока, дано описание электрических машин, электронных приборов, ЭВМ и т.д. Привед...
Микропроцессоры. Справочное пособие для разработчиков судовой РЭА
В книге приведены справочно-информационные материалы по отечественным микропроцессорам. Изложены общие принципы построения аппаратуры на базе микропро...
