Содержание
Введение
1. Выбор и обоснование технических требований к устройству
2. Основные параметры КР1820ВЕ4
3. Разработка структурной схемы устройства
4. Разработка принципиальной электрической схемы
5. Разработка алгоритма управляющей программы
Заключение
Литература
Приложение
Введение
В настоящее время выпускается ряд серий однокристальных микро-ЭВМ, предназначенных для использования в бытовой радиоэлектронной аппаратуре. Применение однокристальных микро-ЭВМ, реализующих на одной БИС функции ввода-вывода, хранения и обработки данных, позволяет достигать максимальной простоты и дешевизны систем управления.
Однокристальные четырехразрядные микро-ЭВМ серии КР1820 предназначены для решения ограниченных по сложности и производительности задач управления, формирования и обработки сигналов. Такой класс микро-ЭВМ получил название микроконтроллеров.
Из существующего разнообразия ОМЭВМ, это, пожалуй, самые простые и дешевые. Они имеет очень простую архитектуру и систему команд, однако содержат все традиционные узлы ОМЭВМ. Это позволяет успешно использовать их в учебном процессе.
Серия КР1820ВЕх состоит из четырех моделей. КР1820ВЕ1 и 2 выполнены по n-МОП технологии, КР1820ВЕ3 и 4 — по k-МОП технологии.
КР1820ВЕ1,4 — микроЭВМ с внешней памятью программ емкостью 1 килобайт. Применяются для отладки программного обеспечения в изделиях с малой серией или на этапе разработки и изготовления опытных партий изделий. Заключены в 40-выводные пластмассовые корпуса типа DIP.
КР1820ВЕ2,3 — микроЭВМ с внутренней масочной памятью программ объемом 1 килобайт. Выполнены в 28-выводных пластмассовых корпусах типа DIP.
Все модели имеют единую внутреннюю структуру. Модели ВЕ3 и ВЕ4 отличаются значительно меньшим энергопотреблением и расширенной системой команд.
Для учебных целей наиболее удобной является модель КР1820ВЕ4, потому в дальнейшем иллюстрировать принципы функционирования и программирования будем именно на этой модели.
1. Выбор и обоснование технических требований к устройству
Разрабатываемое устройство является генератор сигналов специальной формы (прямоугольных импульсов). Рассмотрим принцип работы данного устройства и сформулируем основные технические требования к нему.
Основным блоком данного устройства является однокристальная микроЭВМ серии КР1820.
Однокристальные четырехразрядные микро-ЭВМ серии КР1820 предназначены для решения ограниченных по сложности и производительности задач управления, формирования и обработки сигналов. Такой класс микро-ЭВМ получил название микроконтроллеров.
Из существующего разнообразия ОМЭВМ, это, пожалуй, самые простые и дешевые. Они имеет очень простую архитектуру и систему команд, однако содержат все традиционные узлы ОМЭВМ. Это позволяет успешно использовать их в учебном процессе.
Серия КР1820ВЕх состоит из четырех моделей. КР1820ВЕ1 и 2 выполнены по n-МОП технологии, КР1820ВЕ3 и 4 — по k-МОП технологии.
КР1820ВЕ1,4 — микроЭВМ с внешней памятью программ емкостью 1 килобайт. Применяются для отладки программного обеспечения в изделиях с малой серией или на этапе разработки и изготовления опытных партий изделий. Заключены в 40-выводные пластмассовые корпуса типа DIP.
КР1820ВЕ2,3 — микроЭВМ с внутренней масочной памятью программ объемом 1 килобайт. Выполнены в 28-выводных пластмассовых корпусах типа DIP.
Все модели имеют единую внутреннюю структуру. Модели ВЕ3 и ВЕ4 отличаются значительно меньшим энергопотреблением и расширенной системой команд.
Для учебных целей наиболее удобной является модель КР1820ВЕ4, потому в дальнейшем иллюстрировать принципы функционирования и программирования будем именно на этой модели.
2. Основные параметры КР1820ВЕ4
Температурный диапазон — минус 45 град. C. +85 град. C.
Напряжение питания 5V+/-10%.
Потребляемая мощность:
в статическом режиме — 1200 мкВт,
в динамическом режиме — 1 мA/MГц.
Количество элементов — 30000.
Разрядность — 4.
Тактовая частота — (0 — 4) МГц.
Один уровень прерывания по вектору.
Количество команд — 58 (31 однобайтовая + 27 двухбайтовых).
Количество уровней вложения программ — 4.
Емкость ОЗУ — 256 бит (64*4 ячейки).
Емкость ПЗУ — (1024*8) бит.
Технология — k-МОП.
Микросхема по входам и выходам стыкуется с ТТЛ и КМОП
Нагрузочная способность выходных портов 1 вход ТТЛ.
Условное графическое обозначение микросхемы КР1820ВЕ4 показано на рис.1.
/>
Рис.1.
Назначение выводов микросхемы КР1820ВЕ4 приведено в табл.1.
Таблица 1
Номер вывода
Обозначение
Назначение
1
2
3
1
CKO
Выход тактового сигнала
2
СKI
Вход тактового сигнала
3
IP4
Вход/выход адрес/данные
4
RS
Вход сигнала «сброс»
5
IP3
Вход/выход адрес/данные
6
IP2
Вход/выход адрес/данные
7
IP1
Вход/выход адрес/данные
8
IP0
Вход/выход адрес/данные
9
IP7
Вход/выход адрес/данные
10
IP6
Вход/выход адрес/данные
11
L7
Вход/выход информационных данных
12
L6
Вход/выход информационных данных
13
L5
Вход/выход информационных данных
14
L4
Вход/выход информационных данных
15
IN1
Вход информационных данных
16
IN2
Вход информационных данных
17
UСС
Вывод питания от источника напряжения
18
L3
Вход/выход информационных данных
19
L2
Вход/выход информационных данных
20
L1 --PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--
D4
Цифровой выход4
2
D3
Цифровой выход3
3
D2
Цифровой выход2
4
D1
Цифровой выход1
5
/>
Выход состояния
6
/>
Входуправления
7
/>
Входуправления
8
Входтактирования
9
Цифровая земля
10
UСС
Напряжение источника питания
11
UОП
Опорное напряжение
12
Вход смещения характеристики
13
Аналоговый вход
14
Аналоговая земля
15
D8
Цифровой выход8
16
D7
Цифровой выход 7
17
D6
Цифровой выход 6
18
D5
Цифровой выход 5
5. Разработка алгоритма управляющей программы
Для обеспечения работы проектируемого устройства с заданными техническими требованиями необходимо запрограммировать ОМЭВМ на определенную обработку данных и выдачи определенных сигналов, в том числе и сигналов управления. Для составления программы необходимо сначала составить алгоритм работы устройства, т.е. конечный набор правил для выполнения некоторых процедур.
Заключение
Бурное развитие науки и техники в последние годы позволяет осваивать в промышленном масштабе все больше и больше новых радиоэлектронных компонентов, а именно различных устройств цифровой обработки сигналов. К таким устройствам относятся и однокристальные микро-ЭВМ. Массовость производства этих устройств привело к существенному снижению их стоимости, что является одним из преимуществ данного класса устройств. Основным преимуществом ОМЭВМ является их универсальность, т.е. возможность их применение практически во всех классах устройств. Причем устройства на их основе являются гибкими. Достаточно изменить рабочую программу для изменения параметров и характеристик устройства или получить в принципе новое устройство.
В данном курсовом проекте продемонстрирована возможность разработки устройств на однокристальных микро-ЭВМ. Можно заметить, что это устройство, как, впрочем, и другие устройства на ОМЭВМ, содержит минимум деталей.
Разработанная охранная сигнализация является упрощенным вариантом устройств данного типа, поэтому она может быть доработана. Например, можно ввести постановку на охрану и снятие с нее в виде кода, или сделать несколько охранных шлейфов и тем самым обеспечить контроль места, где произошло вторжение и т.д.
Можно сделать вывод о том, что ОМЭВМ являются удобным инструментом для создания различных устройств.
Литература
1. Левкович В.Н. Архитектура и программирование однокристальных микро-ЭВМ 1820. Методические указания к лабораторной работе по курсу «Вычислительные и микропроцессорные устройства» для студентов специальности РТС. БГУИР, 1998.
2. Применение однокристальных четырехразрядных микро-ЭВМ К1820ВЕ2 и К1820ВЕ1. Информационно-справочное издание. Киев: УкрНИИТИ, 1990. — 120 с.
3. Варламов И.К., Касаткин И.Л. Микропроцессоры в бытовой технике. М.: Радио и связь, 1990. — 104 с.
4. Горбунов В.Л. Электроника № 1990. С.30 — 35.
Приложение
/>
/>
/>