Инициализация переменных архитектурным элементам микропроцессора КР580ВМ80А и портам ввода-вывода в общем алгоритме. Составление карты памяти микропроцессорной системы для реализации программы. Анализ соответствия временных и точностных характеристик.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Содержание

• 1. Типовое задание
• 1.1 Задание по варианту
• 2. Выполнение
• 2.1 Анализ поставленной задачи
• 2.2 Блок-схема 1
• 2.3 Описание алгоритма реализации программы 1
• 2.4 Программа 1 на языке Ассемблера
• 2.5 Блок-схема 2
• 2.6 Описание алгоритма реализации программы 2
• 2.7 Программа 2 на языке Ассемблера
• 2.9 Блок-схема 3
• 2.10. Описание алгоритма реализации программы 3
• 2.11. Программа 3 на языке Ассемблера
• 2.8 Карта памяти микропроцессорной системы
• 2.9 Анализ временных характеристик
• 2.9.1 Расчет времени выполнения программы 1
• 2.9.2 Расчет времени выполнения программы 2
• 2.9.3 Расчет времени выполнения программы 3
• 3. Вывод
• 4. Список литературы

1. Типовое задание

1. Выполнить анализ поставленной задачи, согласно варианту задания. Определить методы ее решения.

2. Разработать общий алгоритм реализации задания и провести анализ временных и точностных параметров предлагаемого решения задачи.

3. Выполнить инициализацию переменных в общем алгоритме архитектурным элементам микропроцессора КР580ВМ80А и портам ввода-вывода. Составить карту памяти микропроцессорной системы для реализации программы.

4. С учетом архитектурных особенностей микропроцессора КР580ВМ80А и заданных методов адресации доступа к операндам разработать подробные алгоритмы реализации задачи.

5. На языке Ассемблера микропроцессора КР580ВМ80А разработать программы реализации задачи.

6. Выполнить анализ соответствия временных и точностных характеристик разработанного устройства заданным.

7. Вывод.

1.1 Задание по варианту

Программным способом реализовать фрагмент контактной схемы.

Текущие состояния реле поступают в порт ввода №1 непрерывно во времени в виде байта информации:

X7	X6	X5	X4	X3	X2	X1	X0
D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0

Номер бита соответствует номеру реле.

Рисунок 1. Функциональная схема устройства

Состояние бита соответствует разомкнутому состоянию реле , т.е. напряжение на зажимах 1-2 катушки реле отсутствует. Такому состоянию реле соответствует разомкнутое состояние () нормальноразомкнутого контакта 3-4 и замкнутое состояние () нормальнозамкнутого контакта 5-6. При подаче напряжения на обмотку катушки реле (контакты 1-2) () состояние его контактов меняется на противоположное: нормальноразомкнутый контакт 3-4 замыкается (его состояние становится равным ), а нормальнозамкнутый контакт 5_6 размыкается (его состояние становится равным ).

Рисунок 2. Разомкнутое (а) и замкнутое (б) состояние реле

Согласно логического состояния цепей управления (контактов ) в разрабатываемом устройстве необходимо управлять состоянием реле . Управляющее слово состоянием реле выводится микропроцессором в порт вывода №2 в виде байта информации, где номер бита также соответствует номеру реле . Если в соответствии с текущим состоянием реле реле в данный момент должно быть замкнуто, то выводится логическая "1".

Логический контроллер, реализуемый на микропроцессоре, работает непрерывно во времени, и управляет состоянием реле в зависимости от текущего состояния реле. Время между изменением состоянием реле и изменением состояния должно быть минимальным. Данное требование должно быть учтено при разработке алгоритмов системы управления.

Рисунок 3 - Контакторная схема по варианту

алгоритм микропроцессор программный память

2. Выполнение

2.1 Анализ поставленной задачи

Необходимо реализовать фрагмент контактной схемы программным методом.

Я применил метод решения задачи, который позволяет реализовать работу данной схемы при использовании лабораторного стенда. Лабораторные стенды сопряжены с учебным микропроцессорным комплектом (УМК) на базе микропроцессора К580ВМ80А. Стенд подключен через внешний разъем, объединяющий шину адреса, шину данных и шину управления УМК. На лицевую панель стенда выведены линии шины адреса и шины управления. Стенд представляет собой набор микросхем, из которых при помощи внешних проводников собирается нужная схема. Часть соединений выполнена внутри стенда.

Следует сказать несколько слов о вводе-выводе данных. Ввод-вывод данных - это режим, при котором микропроцессор принимает данные из внешнего устройства или передает их во внешнее устройство. Для организации обмена данными используются три шины: адреса, данных и управления. На шину адреса микропроцессор выставляет адрес внешнего устройства, по шине данных передаются данные, шина управления управляет внешними устройствами в соответствии с их временными диаграммами.

Подключение устройств ввода-вывода к микропроцессорной системе осуществляется через порты ввода-вывода. В общем случае порт ввода - это обычный буфер, а порт вывода - буферный регистр. Активизация портов происходит при выставлении адреса порта и управляющем сигнале "чтение" или "запись".

Ввод данных будет происходить следующим образом: входные сигналы будут подаваться непосредственно на шину данных путем подачи на контакты напряжения с уровнем логической 1 или 0 (земля) с помощью проводников. Этим я обеспечил непрерывность подачи текущих состояний реле. Во время подачи соответствующего сигнала процессору эти данные будут считываться и сохраняться в одном из регистров.

Соответствие номера реле и разряда бита шины адреса:

х	X6	X5	X4	X3	X2	X1	X0
D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0

х - незначащий бит.

Обычно при чтении данных, прежде всего, микропроцессором выставляется адрес устройства, данные которого будут прочитаны; на управляющем выходе DBIN микропроцессор выставляет сигнал чтения (приема) данных; по сигналу чтения внешнее устройство выставляет на шину данных данные, которые считываются микропроцессором; микропроцессор снимает сигнал чтения, внешнее устройство снимает данные с шины; микропроцессор снимает адрес внешнего устройства. Стоит отметить, что нам не важен ни адрес, выставляемый микропроцессором, ни сигнал на управляющем выходе, так как процессор только считывает данные, которые непосредственно выставляются с помощью проводников.

Далее идет обработка сигнала, сохраненного в регистре. В программе 1 применяется сдвиг аккумулятора вправо и влево для того, чтобы сигналы использовали одинаковый разряд, что позволяет производить над ними нужные мне логические операции. Так как данную схему можно представить в виде логической схемы, то при реализации метода я использовал операции логического сложения, умножения, а также инвертирование аккумулятора, которое использовалось для описания логики работы нормальнозамкнутых контактов. Также применялось маскирование данных во избежание ошибки при выводе выходных данных.

При выводе предполагалось применить несколько способов, в том числе запись результатов в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). ОЗУ предназначено для хранения оперативной (изменяемой) информации. Для ОЗУ предусмотрено три режима работы: режим хранения данных при отсутствии обращения к ОЗУ, режим чтения данных и режим записи новых данных. Каждое запоминающее устройство включает в себя средства адресации, накопитель информации и устройство управления. Накопитель информации состоит из запоминающих элементов (элементов памяти), число которых равняется емкости запоминающего устройства. Под элементами памяти подразумеваются элементарные схемы, предназначенные для приема, хранения и выдачи одного бита информации. Для подключения ОЗУ к микропроцессорной системе используют шины: адреса, данных и управления. При подключении памяти необходимо учесть нагрузочную способность микропроцессора и применяемых ОЗУ. При необходимости для согласования нагрузочной способности между МП и памятью включают схемы согласования (буферы). В общем случае схемы согласования используются для всех трех шин. При подключении блока ОЗУ к микропроцессорн...