ЗМІСТ

ЦІЛІ І ЗАВДАННЯ

1 Відповіді на питання по охороні праці при роботі з ПК та УНМС-2

2 Відповіді на контрольні питання з устрою ти принципу роботи УНМС-2

3 Структура, призначення та взаємодія складових УНМС-2

4 Звязок УНМС-2 з ПК. Набір, налагодження та виконання програм користувача

5 Тестові програми УНМС-2 та індивідуальні тести

6 Програми типових процедур

7 Індивідуальне завдання

ВИСНОВКИ

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

ЦІЛІ І ЗАВДАННЯ

Основною метою навчальної практики з мікропроцесорної техніки є скріплення теоретичних знань, які були отримані в процесі навчання, підготовка студентів до самостійної роботи із сучасною мікропроцесорною технікою, яка використовуються при розробці "різноманітних систем контролю, збору інформації та керування обєктами та процесами, що знаходять широке застосування на виробництві та побуті. Практика повинна сприяти розвитку творчих здібностей студента, самостійності студента, умінню студентами приймати технічно обґрунтовані рішення в процесі роботи над створенням вузлів мікропроцесорної техніки, спроможності працювати у творчому колективі.

В результаті проходження практики студенти повинні:

- знати:

1. архітектуру сучасних мікроконтролерів;

2. методи тактування. режими зниженого енергоспоживання й скидання типових мікроконтролерів ;

3. роботу системи переривань мікроконтролерів;

4. організацію та методи програмування портів уводу-виводу й таймерів;

5. призначення та функціонування компаратора;

6. організацію, режими роботи та функціонування аналого-цифрового перетворювача;

7. організацію, режими роботи, функціонування та методи програмування сучасних послідовних периферійних інтерфейсів;

8. системи команд мови програмування Assembler для АУК. та МС8-51 сумісних мікроконтролерів;

9. правила написання програм на мові програмування Assembler; 10.технічні характеристики сучасної цифрової елементної;

10. склад лабораторного стенда на основі УНМС-2;

11. призначення та взаємодію інструментальної ПЕОМ з УНМС-2;

12. структуру, технічні характеристики, конструкцію та призначення

13. органів керування УНМС-2;

14. склад та функціональне призначення програмного забезпечення УНМС-2

15. призначення, функціональний склад системної програми MONITOR для УНМС-2 та її взаємодію з програмою користувача.

- уміти:

1. підключати УНМС-2 до інструментальної системи програмування;

2. розробляти на базі технічних засобів УНМС-2 різноманітні мікро-контролерні пристрої;

3. підключати датчики та периферійні пристрої до УНМС-2;

4. розробляти алгоритми прикладних програм;

5. писати прикладні програми на мові програмування assembler для АУК. та МС8-51 сумісних мікроконтролерів:

6. використовувати програмне забезпечення УНМС-2 при створенні та налагоджуванні прикладних програм.

1. ВІДПОВІДІ НА ПИТАННЯ ПО ОХОРОНІ ПРАЦІ ПРИ РОБОТІ З ПК ТА УНМС-2

1. Що повинен знати, вміти та виконувати користувач ПК.

Користувач повинен:

? виконувати правила внутрішнього трудового розпорядку;

? не допускати в робочу зону сторонніх осіб;

? не виконувати вказівок, які суперечать правилам охорони праці;

? памятати про особисту відповідальність за виконання правил охорони праці;

? уміти надавати першу медичну допомогу потерпілому при нещасному випадку;

? уміти користуватися первинними засобами пожежогасіння;

? виконувати правила гігієни.

2. Укажіть групи основних небезпечних та шкідливих виробничих факторів, що впливають на користувача ПК. Їх загальна характеристика.

Визначення та вивчення факторів, що впливають на функціональний стан користувачів компютерів дозволить виділити основні причини виникнення станів напруженості, стомлення, стресу і здійснюють відповідні профілактичні заходи.

Трудова діяльність користувачів, компютерів відбувається у певному виробничому середовищі, яке впливає на їх функціональний стан. Найбільш значимі -- фізичні фактори виробничого середовища, до яких належать електромагнітні хвилі різних частотних діапазонів, електростатичні поля, шум, параметри мікроклімату та ціла низка світлотехнічних показників. Вплив хімічних та, особливо, біологічних факторів виробничого середовища на користувачів компютерів -- значно менший.

Трудовий процес суттєво впливає на психофізіологічні можливості користувачів компютерів, оскільки їх діяльність характеризується значними статичними фізичними навантаженнями; недостатньою руховою активністю; напруженнями сенсорного апарату, вищих нервових центрів, які забезпечують функції уваги, мислення, регуляції рухів. Окрім того, трудовий процес користувачів компютерів відзначається, значними інформаційними навантаженнями.

3. Наведіть перелік фізичних факторів.

? підвищений рівень електромагнітного випромінювання;

? підвищений рівень рентгенівського випромінювання;

? підвищений рівень ультрафіолетового випромінювання;

? підвищений рівень інфрачервоного випромінювання;

? підвищений рівень статичної електрики;

? підвищений рівень запиленості повітря робочої зони;

? підвищений рівень позитивних аерофонів в робочій зоні;

? знижений рівень вміст негативних аероіонів в робочій зоні;

? знижена чи підвищена вологість в робочій зоні;

? знижена чи підвищена рухомість повітря в робочій зоні;

? підвищений рівень шуму;

? підвищений чи знижений рівень освітлення;

? підвищений рівень засліпленості;

? нерівномірність розподілу яскравості в полі зору;

? ураження електричним струмом.

4. Наведіть перелік хімічних факторів.

? підвищений вміст в повітрі робочої зони двоокису вуглиця, озону, аміаку, фенолу, формальдегіду.

5. Наведіть перелік психофізичних факторів.

? напруга зору;

? напруга уваги;

? інтелектуальні навантаження;

? емоційні навантаження;

? тривалі статичні навантаження;

? монотонність праці;

? великий обсяг інформації, обробленої за одиницю часу;

? нераціональна організація праці.

6. Наведіть перелік біологічних факторів.

? підвищений вміст у повітрі робочої зона мікроорганізмів;

? приміщення повинні мати природнє і штучне освітлення;

? організація робочого місця користувача ПК повинна забезпечувати відповідність робочого місця та їх використання.

7. Дайте характеристику спектра електромагнітного випромінювання.

Як вже було зазначено раніше, дисплеї на основі ЕПТ є потенційним джерелом випромінювання кількох діапазонів електромагнітного спектра: рентгенівського, оптичного, радіочастотного. Кожний вид випромінювання відрізняється своїми особливими характеристиками впливу на організм людини, тому розглянемо їх окремо.

Найвищі рівні рентгенівського випромінювання зареєстровані при максимальній яскравості і при щільно заповненому екрані. Однак, у всіх випадках виявлене рентгенівське випромінювання від ВДТ не перевищувало фонового рівня. В результаті проведення досить детальних та всесторонніх вимірювань переважна більшість дослідників вважає, що відеотермінал не несе небезпеки Для користувача з точки зору можливого рентгенівського випромінювання, оскільки інтенсивність такого випромінювання значно нижча гранично допустимих норм.

Необхідно зазначити, що відповідно до Норм радіаційної безпеки України (НРБУ-97) гранично допустима потужність експозиційної дози рентгенівського випромінювання на відстані 5 см від екрана відеотермінала при будь-яких положеннях регулювальних пристроїв становить 7,74 -10~12 А/кг, що відповідає еквівалентній дозі 0,1 мбер/год (100 мкР/год).

Оптичні види випромінювання виникають завдяки взаємодії електронів з шаром люмінофору, нанесеного на екран ВДТ. Область оптичного випромінювання включає ультрафіолетове (УФ), світлове та інфрачервоне (14) випромінювання.

Діапазон довжини хвиль від 100 до 400 нм, що складають УФ- випромінювання поділяється на три основні складові частини:

? УФ-А (довгохвильове), з довжиною хвилі від 400 до 320 нм;

? УФ-В (середньохвильове), з довжиною хвилі від 320 до 280 нм;

? УФ-С (короткохвильове), з довжиною хвилі від 280 до 100 нм.

Проведені дослідження показали, що рівень УФ- випромінювання значно залежить від виду використовуваного у ВДТ люмінофора. Так УФ- випромінювання частіше повязано з зелено-голубими видами люмінофора, а ніж жовто-оранжевими. У 85% приведених вимірювань, тобто у більшості випадків, УФ- випромінювання не було виявлено. В тих же випадках, коли таке випромінювання і вдалося виявити, його рівень становив в середньому 0,001 Вт/м2 (УФ-В).

Видиме випромінювання охоплює вузький діапазон частот між найдовшими хвилями УФ- випромінювання (400 нм) та найкоротшими хвилями ІЧ- випромінювання (760 нм). Основним органом, на який впливає видиме випромінювання є око; ці хвилі проходять з незначним поглинанням через очне середовище та досягають сітківки. На думку медиків, цей вид оптичного випромінювання не може спричинити шкоди зоровому аналізатору.

Вплив яскравих джерел світла може викликати втомлення очей, запалення райдужної оболонки та спазм повік. Однак ці симптоми швидко минають і не викликають патологічних змін.

8. Вкажіть джерела та дайте характеристику електромагнітному випромінюванню.

Найвищі рівні рентгенівського випромінювання зареєстровані при максимальній яскравості і при щільно заповненому екрані. Однак, у всіх випадках виявлене рентгенівське випромінювання від ВДТ не перевищувало фонового рівня.

Оптичні види випромінювання виникають завдяки взаємодії електронів з шаром люмінофору, нанесеного на екран ВДТ. Область оптичного випромінювання включає ультрафіолетове (УФ), світлове та інфрачервоне випромінювання.

9. Опишіть дію електромагнітного випромінювання на організм людини.

Під впливом ЕМП та випромінювань спостерігаються загальна слабкість, підвищена втома, пітливість, сонливість, а також розлад сну, головний біль, біль в ділянці серця. Зявляється роздратування, втрата уваги, зростає тривалість мовнорухової та зоровомоторної реакцій, підвищується межа нюхової чутливості. Виникає ряд симптомів, які є свідченням порушення роботи окремих органів -- шлунку, печінки, селезінки, підшлункової та інших залоз. Пригнічуються харчовий та статевий рефлекси.

Реєструються зміни артеріального тиску, частота серцевого ритму, форма електрокардіограми. Це свідчить про порушення діяльності серцево-судинної системи. Фіксуються зміни показників білкового та вуглеводного обміну, збільшується вміст азоту в крові та сечі, знижується концентрація альбуміну та зростає вміст глобуліну, збільшується кількість лейкоцитів, тромбоцитів, виникають й інші зміни складу крові.

Кількість скарг на здоровя в місцевості поблизу радіостанції значно (майже вдвічі) вища, ніж поза її межами. Загальна захворюваність в селищі з радіоцентром, в основному зумовлена порушенням діяльності нервової та серцево-судинної систем.

У досліджених дітей відзначено порушення розумової працездатності внаслідок зниження уваги через розвиток послідовного гальмування та пригнічення нервової системи. Фіксувалися прискорений пульс та дихання, підвищення артеріального тиску при фізичному навантаженні та сповільнене повернення до норми цих показників при його знятті. Фіксувався також вплив ЕМП на інші процеси, в тому числі імуннобіологічні.

Дослідження показали, що опромінення ЕМП малої інтенсивності впливає на тварин практично так само, як і на людей.

В перший період опромінення спостерігаються зміни поведінки тварин: у них зявляються неспокій, збудження, рухова активність, прагнення втекти із зони випромінювання. Тривалий вплив ЕМП призводив до зниження збудження, зростання процесів гальмування.

Вплив ЕМП на тварин у період вагітності призводив до зростання кількості мертвонароджених, викиднів, каліцтв. Спостерігалися аналогічні наслідки, які проявлялись у наступних поколіннях.

Мікроскопічні дослідження внутрішніх органів тварин виявили Дистрофічні зміни тканин головного мозку, печінки, нирок, легенів, міокарду. Було зафіксовано порушення на клітинному рівні. На підставі клінічних та експериментальних матеріалів виявлені основні симптоми Уражень, які виникають при впливі ЕМП. Іх можна класифікувати як радіохвильову хворобу. Ступінь патологій прямо залежить від напруженості ЕМП, тривалості впливу, фізичних особливостей, діапазонів частот, умов зовнішнього середовища, а також від функціонального стану організму, його стійкості до впливу різних факторів, можливостей адаптації.

Поряд з радіохвильовою хворобою як специфічним результатом дц ЕМП спостерігається, завдяки його впливу, загальне зростання захворюваності, а також захворювання окремими хворобами органів дихання, травлення та ін. Це відмічається також і при дуже малій інтенсивності ЕМП, яка незначно перевищує гігієнічні нормативи.

Є відомості про клінічні прояви дії НВЧ-опромінення залежно від інтенсивності опромінення. При інтенсивності близько 20 мкВт/см2 спостерігається зменшення частоти пульсу, зниження артеріального тиску, тобто реакція на опромінення. Із зростанням інтенсивності проявляються електрокардіологічні зміни, при хронічному впливі -- тенденція до гіпотонії, до змін з боку нервової системи. Потім починається прискорення пульсу, коливання обєму крові.

За інтенсивності 6 мВт/см2 помічено зміни у статевих залозах, у складі крові, каламутність кришталика. Далі -- зміни у згортанні крові, умовно-рефлекторній діяльності, вплив на клітини печінки, зміни у корі головного мозку. Потім -- підвищення кровяного тиску, розриви капілярів та крововиливи у легені та печінку.

За інтенсивності до 100 мВт/см2 -- стійка гіпотонія, стійкі зміни серцево-судинної системи, двостороння катаракта. Подальше опромінення помітно впливає на тканини, викликає больові відчуття, якщо інтенсивність перевищує 1 Вт/см2, то це викликає дуже швидку втрату зору.

Одним із серйозних ефектів, зумовлених НВЧ опроміненням, є ушкодження органів зору. На нижчих частотах такі ефекти не спостерігаються і тому їх треба вважати специфічними для НВЧ діапазону-

Ступінь ушкодження залежить в основному від інтенсивності та тривалості опромінення. Із зростанням частоти, напруженості ЕМП, яка викликає ушкодження зору, -- зменшується.

Гостре НВЧ опромінення викликає сльозотечу, подразнення, звуження зіниць. Потім після короткого (1--2 доби), періоду спостерігається погіршення зору, яке зростає під час повторного опромінення, що свідчить про кумулятивний характер ушкоджень.

При впливі випромінювання на око спостерігається ушкодження роговиці. Але серед усіх тканин ока найбільшу чутливість має у діапазоні 1--10 П ц кришталик. Сильне ушкодження кришталика зумовлене тепловим впливом НВЧ (при щільності понад 100 мВт/см2).

Люди, опромінені імпульсом ІІВЧ коливань, чують звук. Залежно від тривалості та частоти повторень імпульсів цей звук сприймається як щебетання, цвірінькання чи дзюрчання у якійсь точці (всередині чи ззаду) голови. Частота відчуття звуку не залежить від частоти НВЧ сигналу.

Існує наступне пояснення слухового ефекту: під впливом імпульсів НВЧ енергії збуджуються термопружні хвилі тиску в тканинах мозку, які діють за рахунок кісткової провідності на рецептори внутрішнього вуха.

У тварин слуховий ефект викликає неспокій, вони намагаються уникнути опромінення. Питання, наскільки слуховий ефект неприємний чи шкідливий для людини, перебуває у стадії дослідження, як і питання про можливі неслухові ефекти імпульсного НВЧ опромінення.

При дослідженні впливу НВЧ випромінювання невеликої (нетеплової) інтенсивності на комах спостерігалися тератогенні ефекти (вроджені каліцтва), які іноді мали мутагенний характер, тобто успадковувалися.

Виявлено значний вплив НВЧ на зміну фізико-хімічних властивостей та співвідношення клітинних структур. Особливо це призводить до затримки та припинення процесів розмноження бактерій та вірусів і знижує їх інфекційну активність.

10. Як здійснюється нормування напруженості складових ЕМВ.

Джерелами електромагнітних випромінювань в радіотехнічних пристроях є генератор, тракти передачі енергії від генератора до антени, антенні пристрої, електромагніти в установках для термічної обробки матеріалів, конденсатори, високочастотні трансформатори, фідерні лінії. При к роботі в навколишнє середовище поширюються ЕМП.

Встановлені правилами гранично допустимі рівні (ГДР) ЕМП поширюються на діапазон частот 30 кГц-- 300 ГГц.

Електромагнітне поле ВЧ і НВЧ, що несе з собою енергію, може самостійно поширюватися в просторі без провідника електроструму зі швидкістю, близькою до швидкості світла. Воно змінюється з цією ж частотою, що і струм, який його створив. Електромагнітне поле в 5--8 діапазонах частот оцінюється напруженістю поля. Одиницею виміру напруженості поля для електричної складової є вольт на метр (В/м). Поле у 9--11 діапазонах частот оцінюється поверхневою густиною потоку енергії, (ГПЕ). Одиницею виміру ГПЕ є Ват на квадратний метр -- (1 Вт/м2 = 0,1 мВт/см2 = 100 мкВт/см2).

Коли дози електромагнітних випромінювань електромагнітних установок радіочастот перевищують допустимі значення, виникають професійні захворювання.

Гранично допустимі рівні напруженості електричного поля (електрична складова ЕМП) виражаються середньоквадратичним (ефективним) значенням, і рівень ГПЕ, який виражається середнім значенням, визначається в залежності від частоти (довжини) хвилі і режиму випромінювання.

ГДР, наведені в даній таблиці, не поширюються на радіо засоби телебачення, які нормуються окремо.

Гранично допустимі рівні ЕМП, які створюють телевізійні радіостанції в діапазоні частот від 48 до 1000 МГц, визначаються за формулою:

EГДР=21f-0.37

де EГДР -- ГДР напруженості УМП (електричної складової ЕМП), В/м;

f --несуча частота оцінюваного канала (канала зображення або супроводу), МГц.

11. Вкажіть методи захисту від дії ЕМВ та розкрийте їх сутність.

Для зменшення впливу ЕМП на персонал та населення, яке знаходиться у зоні дії радіоелектронних засобів, потрібно вжити ряд захисних заходів. До їх числа можуть входити організаційні, інженерно-технічні та лікарсько-профілактичні.

Здійснення організаційних та інженерно-технічних заходів покладено передусім на органи санітарного нагляду. Разом з санітарними лабораторіями підприємств та установ, які використовують джерела електромагнітного випромінювання, вони повинні вживати заходів з гігієнічної оцінки нового будівництва та реконструкції обєктів, котрі виробляють та використовують радіозасоби, а також нових технологічних процесів та обладнання з використанням ЕМП, проводити поточний санітарний нагляд за обєктами, які використовують джерела випромінювання, здійснювати організаційно-методичну роботу з підготовки спеціалістів та інженерно-технічний нагляд.

Ще на стадії проектування повинне бути забезпечене таке взаємне розташування опромінюючих та опромінюваних обєктів, яке б зводило до мінімуму інтенсивність опромінення. Оскільки повністю уникнути опромінення неможливо, потрібно зменшити ймовірність проникнення людей у зони з високою інтенсивністю ЕМП, скоротити час перебування під опроміненням. Потужність джерел випромінювання мусить бути мінімально потрібною.

Виключно важливе значення мають інженерно-технічні методи та засоби захисту: колективний (група будинків, район, населений пункт), локальний (окремі будівлі, приміщення) та індивідуальний. Колективний захист спирається на розрахунок поширення радіохвиль в умовах конкретного рельєфу місцевості.

Економічно найдоцільніше використовувати природні екрани -- складки місцевості, лісонасадження, нежитлові будівлі. Встановивши антену на горі, можна зменшити інтенсивність поля, яке опромінює населенний пункт, у багато разів. Аналогічний результат дає відповідна орієнтація діаграми напрямленості, особливо високоспрямованих антен, наприклад, шляхом збільшення висоти антени. Але висока антена складніша, дорожча, менш стійка. Крім того, ефективність такого захисту зменшується з відстанню.

При захисті від випромінювання екрана повинне враховуватись затухання хвилі при проходженні через екран (наприклад, через лісову смугу). Для екранування можна використовувати рослинність. Спеціальні екрани у вигляді відбивальних і радіопоглинальних щитів дорогі, малоефективні і використовуються дуже рідко.

Локальний захист дуже ефективний і використовується часто. Він базується на використанні радіозахисних матеріалів, які забезпечують високе поглинання енергії випромінювання у матеріалі та віддзеркалення від його поверхні. Для екранування шляхом віддзеркалення використовують металеві листи та сітки з доброю провідністю. Захист приміщень від зовнішніх випромінювань можна здійснити завдяки обклеюванню стін металізованими шпалерами, захисту вікон сітками, металізованими шторами. Опромінення у такому приміщенні зводиться до мінімуму, але віддзеркалене від екранів випромінювання перерозповсюджується у просторі та потрапляє на інші обєкти.

До інженерно-технічних засобів захисту також належать:

? конструктивна можливість працювати на зниженій потужності у процесі налагоджування, регулювання та профілактики;

? робота на еквівалент налагоджування;

? дистанційне керування.

Для персоналу, шо обслуговує радіозасоби та знаходиться на невеликій відстані, потрібно забезпечити надійний захист шляхом екранування апаратури. Поряд із віддзеркалюючими широко розповсюджені екрани із матеріалів, що поглинають випромінювання.

Існує велика кількість радіопоглинальних матеріалів як однорідного складу, так і композиційних, котрі складаються з різнорідних діелектричних та магнітних речовин. З метою підвищення ефективності поглинача поверхня екрана виготовляється шорсткою, ребристою або у вигляді шипів.

Радіопоглинальні матеріали можуть використовуватися для захисту навколишнього середовища від ЕМП, яке генерується джерелом, що знаходиться в екранованому обєкті. Крім того, радіопоглиначами для захисту від віддзеркалення личкуються стіни безлунких камер -- приміщень, де випробовуються випромінювальні пристрої. Радіопоглинальні матеріали використовуються в кінцевих навантаженнях, еквівалентах системах.

Засоби індивідуального захисту використовують лише у тих випадках, коли інші захисні заходи неможливо застосувати або вони недостатньо ефективні: при переході через зони збільшеної інтенсивності випромінення, при ремонтних та налагоджувальних Роботах у аварійних ситуаціях, під час короткочасного контролю та при зміні інтенсивності опромінення. Такі засоби незручні в експлуатації, обмежують можливість виконання робочих операцій, погіршують гігієнічні умови.

Для захисту тіла використовується одяг із металізованих тканин та радіопоглинаючих матеріалів. Металізована тканина складається із бавовняних чи капронових ниток, спіральне обвитих металевим дротом. Таким чином, ця тканина, мов металева сітка (при віддалі між нитками до 0,5 мм) послаблює випромінювання не менш, як на 20--30 дБ. При зшиванні деталей захисного одягу потрібно забезпечити контакт ізольованих провідників. Тому елєктрогерметизація швів проводиться електропровідними розчинами чи клеями, які забезпечують гальванічний контакт або збільшують ємнісний звязок проводів, котрі не контактують.

Очі захищають спеціальними окулярами зі скла з нанесеною на внутрішній бік провідною плівкою двоокису олова. Гумова оправа окулярів має запресовану металеву сітку або обклеєна металізованою тканиною. Цими окулярами випромінювання НВЧ послаблюється на 20--30 дБ.

Раніше використовувані рукавички та бахили зараз вважають непотрібними, оскільки допустима величина щільності потоку енергії для рук та ніг у багато разів вища, ніж для тіла.

Колективні та індивідуальні засоби захисту можуть забезпечити тривалу безпечну роботу персоналу на радіообєктах.

12. Вкажіть джерела ІЧ випромінювання та їх характеристику.

Джерелами ІЧ випромінювання є багато елементів та вузлів радіоапаратури -- електровакуумні, напівпровідникові та квантові прилади, індуктивності, резистори, трансформатори, зєднувальні проводи тощо. Аналогічним чином електровакуумні прилади у скляних балонах дають випромінювання у видимій області спектра. Але такого роду випромінювання порівняно малої інтенсивності не викликає помітного екологічного впливу. Це ж стосується і некогерентного УФ випромінювання, яке використовується у технологічному процесі фотолітографії при виробництві мікросхем.

13. В чому полягає ІЧ випромінювання на організм людини.

Видиме випромінювання охоплює вузький діапазон частот між найдовшими хвилями УФ- випромінювання (400 нм) та найкоротшими хвилями ІЧ- випромінювання (760 нм). Основним органом, на який впливає видиме випромінювання є око; ці хвилі проходять з незначним поглинанням через очне середовище та досягають сітківки. На думку медиків, цей вид оптичного випромінювання не може спричинити шкоди зоровому аналізатору. Вплив яскравих джерел світла може викликати втомлення очей, запалення райдужної оболонки та спазм повік. Однак ці симптоми швидко минають і не викликають патологічних змін.

14. Як здійснюється нормування ІЧ випромінювання на їх захист від нього.

15. Вкажіть джерела УФ випромінювання та їх характеристику.

16. В чому полягає УФ випромінювання на організм людини.

17. Як здійснюється нормування УФ випромінювання на їх захист від нього.

18. Вкажіть джерела лазерного випромінювання та їх характеристику.

Лазерне випромінювання має ряд особливостей. Воно характеризується великою часовою та просторовою когерентністю -- кореляцією (сумісністю) фаз коливань у деякій точці простору на певну величину моменту часу, а також кореляцією фаз коливань у різних точках простору в один і той же момент часу.

Часова когерентність зумовлює монохроматичність (одно-частотність) випромінювання, що випливає із самого принципу дії лазера як квантового прилада. У реальних умовах з ряду причин ширина спектра лазерного випромінювання обмежна, хоча й досить немала.

Просторова когерентність зумовлює високу скерованість лазерного випромінювання, тобто малу кутову розбіжність променя на великих відстанях. У звязку із малою довжиною хвилі лазерне випромінювання може бути сфокусоване оптичними системами (лінзами та дзеркалами) невеликих геометричних розмірів, обмежених дифракцією, завдяки чому на малій площі досягається велика густина випромінювання.

Вказані властивості та їх поєднання є основою для широкого використання лазерів. За їх допомогою здійснюється багатоканальний звязок на великих відстанях (причому кількість каналів тут у десятки тисяч разів може перевищувати можливості НВЧ діапазону), лазерна локація, дальнометрія, швидке опрацювання інформації.

19. В чому полягає дія лазерного випромінювання на організм людини.

Вплив лазерного випромінювання на біологічні тканини може призвести до теплової, ударної дії світлового тиску, електрострикції (механічні коливання під дією електричної складової ЕМП), перебудови внутріклітинних структур. Залежно від різних обставин прояв кожного ефекту зокрема чи їх сумарна дія можуть відрізнятися.

При великій інтенсивності і дуже малій тривалості імпульсів спостерігається ударна дія лазерного випромінювання, яка розповсюджується з великою швидкістю та призводить до пошкодження внутрішніх тканин за відсутності зовнішніх проявів.

Найважливішим фактором дії потужного лазерного випромінювання на біологічне середовище є тепловий ефект, який проявляється у вигляді опіку, іноді з глибинним руйнуванням -- деформацією і навіть випаровуванням клітинних структур. При менш інтенсивному випромінюванні на шкірі можуть спостерігатися видимі зміни (порушення пігментації, почервоніння) з досить чіткими межами ураженої ділянки. Шкірний покрив, який сприймає більшу частину енергії лазерного випромінювання, значною мірою захищає організм від серйозних внутрішніх ушкоджень. Але є відомості, що опромінення окремих ділянок шкіри викликає порушення у різних системах організму, особливо нервової та серцево-судинної.

У звязку з різною поглинальною здатністю живих тканин при відносно слабких ушкодженнях шкіри можуть виникати серйозні ураження внутрішніх тканин -- набряки, крововиливи, змертвіння, згортання крові. Результатом навіть дуже малих доз лазерного випромінювання можуть бути такі явища, як майже при НВЧ опроміненні -- нестійкість артеріального тиску, порушення серцевого ритму, втома, роздратування. Звичайно, такі порушення зворотні і зникають після відпочинку. Найсильніше впливає лазерне випромінювання на очі.

20. Як здійснюється нормування лазерного випромінювання на їх захист від нього.

Часова когерентність зумовлює монохроматичність (одно-частотність) випромінювання, що випливає із самого принципу дії лазера як квантового прилада. У реальних умовах з ряду причин ширина спектра лазерного випромінювання обмежна, хоча й досить немала.

Просторова когерентність зумовлює високу скерованість лазерного випромінювання, тобто малу кутову розбіжність променя на великих відстанях. У звязку із малою довжиною хвилі лазерне випромінювання може бути сфокусоване оптичними системами (лінзами та дзеркалами) невеликих геометричних розмірів, обмежених дифракцією, завдяки чому на малій площі досягається велика густина випромінювання.

21. Наведіть перелік основних симптомів втоми користувачів ПК та їх приблизний процентний розподіл.

Перелік основних симптомів втоми користувачів ПК та їх приблизний процентний розподіл приведені в табл.2.1.

Таблиця 2.1 - Перелік основних симптомів втоми користувачів ПК та їх приблизний процентний розподіл

22. В чому полягає зоровий дискомфорт, який виникає при роботі з ПК.

При роботі з ВДТ основне навантаження припадає на всі елементи зорового аналізатора. Ще в перші роки експлуатації компютерів з відео терміналами зявились масові скарги на порушення зору, під яким розуміють здатність сприймати величину, форму та колір предметів, їх взаємне розміщення та відстань між ними.

Наукова група Національної ради наукових досліджень США сформувала термін "астенопія", який визначається "як будь-які субєктивні зорові симптоми чи емоційний дискомфорт, що є результатом зорової діяльності". Симптоми астенопії були класифіковані на "очні" (біль, печія та різь в очах, почервоніння повік та очних яблук, ломоти у надбрівній частині та ін.) та "зорові" (пелена перед очима, подвоєння предметів, мерехтіння, швидка втома під час зорової роботи та ін.).

17-ти і 19-ти дюймові дисплеї є джерелом небезпеки, оскільки замість того, щоб використовувати на великому екрані шрифти більшого розміру, користувач прагне максимально заповнити екран інформацією, використовуючи при цьому дуже малі символи, а також велику кількість контрастних кольорів, що створює при роботі сучасних дисплеїв додаткові навантаження на зоровий аналізатор.

Слід зазначити, що в окремих публікаціях вказується на те, що користувачі компютерів, які носять окуляри більш схильні до розладів функції зору. Це пояснюється тим, що для нормальної роботи користувача за дисплеєм компютера, як правило, необхідні інші окуляри ніж ті, які вони використовують для читання. Останні мають фокусну відстань 30 см, а при роботі за дисплеєм компютера фокусна відстань окулярів повинна бути більшою.

23. В чому проявляється розлад нервової системи при роботі з ПК.

Виробнича діяльність операторів ВДТ має свої особливості, під впливом яких можуть формуватись розлади здоровя. До найважливіших факторів, характерних для роботи операторів ВДТ, що впливають на погіршення стану їх ЦНС належать:

? інформаційне перевантаження мозку в поєднанні з дефіцитом часу;

? тривожне очікування інформації, особливо тієї, що викликаєнеобхідність прийняти рішення;

? велике зорове та нервово-емоційне напруження;

? гіподинамія;

? монотонія;

? висока відповідальність за кінцевий результат;

? тривала ізоляція у спілкуванні, зумовлена індивідуальним характером праці за ВДТ.

Під впливом цих факторів виникають зміни у співвідношенні процесів збудження та гальмування в корі головного мозку. При цьому функціональна активність ЦНС знижується, а порушення рівноваги основних нервових процесів все більше спрямовано в бік гальмування. В організмі розвивається втома, яка згідно з ДСТУ 3038-85 "Гігієна. Терміни та визначення основних понять" визначається як сукупність тимчасових змін у фізіологічному, психічному стані людини, які зявляються внаслідок напруженої чи тривалої діяльності і призводять до погіршення її кількісних та якісних показників.

В операторів ВДТ більш вираженою є психічна втома, яка виявляється наступними ознаками:

? зниженням здатності концентрувати увагу;

? зниженням сприйняття інформації;

? сповільненням мислення, яке окрім-того, певною мірою втрачаєгнучкість та широту;

? зниженням. Здатності до запамятовування, важче також згадувативже відомі речі;

? змінами в емоційному стані (виникають депресії або роздратування,втрата емоційної рівноваги);

? сповільненням сенсомоторних функцій, в результаті чого час реакції оператора збільшується, а рухи стають неточними.

24. Симптоми, слідства методи зниження перенапруження скелетно-мязової системи. Компютерне захворення RSI.

Діяльність користувачів компютерів характеризується тривалою багатогодинною (8 год. і більше) працею в одноманітному напруженому сидячому положенні, малою руховою активністю при значних локальних динамічних навантаженнях, що припадають лише на кисті рук. Такий характер роботи може призвести до появи низки хворобливих симптомів, що обєднані загальною назвою -- синдром довготривалих статичних навантажень.

Робоче положення "сидячи" забезпечується статичною працею значної кількості мязів, що дуже втомлює. При такому положенні тіла мязи ніг. плечей, шиї та рук довгий час перебувають у скороченому стані. Оскільки мязи не розслабляються, в них погіршується кровообіг. Поживні речовини, що переносяться за допомогою крові, надходять до мязів недостатньо швидко, зате в мязових тканинах нагромаджуються продукти розпаду (наприклад, молочна кислота). В результаті таких явищ можуть виникнути

больові відчуття.

На сьогодні опубліковано багато праць стосовно хвороб кистей рук, серед користувачів компютерів, які тривалий час працювали за клавіатурою.

До найбільш частих симптомів, що характерні для таких захворювань належить:

? больові відчуття різної сили у суглобах та мязах кистей рук;

? оніміння та повільна рухливість пальців;

? судоми мязів кисті;

? поява ниючого болю в ділянці запястка.

В США -- країні з найбільшою кількістю компютерів на одного жителя швидкими темпами розвивається "компютерне" захворювання, яке отримало назву Repetitive Strain Injury (хронічне розтягнення мязів травматичного характеру), скорочено -- RSI. За даними Національного інституту охорони праці і профілактики професійних захворювань (NIOSH) нині RSI належить до професійних захворювань, що найбільш часто зустрічаються в США.

В Європі також з кожним роком зростає кількість користувачів компютерів, які потерпають від RSI-захворювання. Так, при обстеженні працівників редакції лондонської газети "Financial Times" виявилось, що більше третини редакторів, які працюють за-компютером страждають симптомами RSI.

25. Як впливає робота з ПК на репродуктивну функцію користувача.

Нині питання вивчення впливу роботи за компютером на жінок в період вагітності приділяється особлива увага.

У 1980 році в Канаді вперше було проведено дослідження, яке показало, що праця вагітних жінок за компютером майже вдвічі збільшує" кількість спонтанних абортів.

Проведені в різних країнах дослідження у своїй більшості підтвердили висновки канадських лікарів. Зокрема дослідження проведені в США та Швеції серед жінок, які під час вагітності працювали більше 20 годин на тиждень за компютером показали, що у них число спонтанних абортів, мертвонароджених дітей та передчасних родів майже в два рази перевищує аналогічні показники у жінок, які не працювали за компютером під час вагітності. В деяких роботах наводяться статистичні дані про те, що робота за компютером порушує нормальний перебіг вагітності, підвищує імовірність спонтанного аборту, може бути причиною появи на світ дітей, з вродженими вадами, із них найбільш суттєвими бувають дефекти розвитку головного мозку.

У багатьох публікаціях висловлюється думка про те, що найбільш імовірною причиною порушення репродуктивної функції у жінок, які працюють за ВДТ є електромагнітні поля, що генеруються компютером. Численні дослідження, проведені на тваринах підтвердили, що електромагнітні поля відповідної інтенсивності здатні змінювати і переривати клітинний розвиток. На підставі цих та низки інших досліджень група науковців вважає доведеним, що праця за компютером є шкідливою для вагітних жінок, особливо в перші три місяці.

Висловлюється також припущення про існування звязку між стресовими ситуаціями та спонтанним абортом. Хоча у прихильників цієї думки немає єдиної точки зору, щодо основного стрес-фактора і механізму його дії.

Підсумовуючи огляд публікацій логічно допустити, що причиною порушень репродуктивної функції є не лише електромагнітне випромінювання, а весь комплекс діючих факторів, включаючи тривале перебування у незмінній позі, напруження скелетно-мязової системи і стрес.

Варто зазначити, що Міністерство охорони праці Німеччини, не чекаючи остаточних висновків досліджень, рекомендує переводити вагітних жінок на роботи, які не повязані з використанням компютерів.

26. Вимоги до розміщення обладнання на компютеризованих робочих місцях.

Робоче місце -- це місце постійного або тимчасового перебування працівника в процесі трудової діяльності.

Правильна організація робочих місць сприяє усуненню загального дискомфорту, зменшенню втомлюваності працівника, підвищенню його продуктивності. Проведені дослідження -показують, що при раціональній організації робочих місць продуктивність праці зростає на 15--25%.

Організація робочого місця передбачає:

? правильне розміщення робочого місця у виробничому приміщенні;

? вибір ергономічного обґрунтованого робочого положення, виробничихмеблів з урахуванням антропометричних характеристик людини;

? раціональну компоновку обладнання на робочих місцях;

? урахування характеру та особливостей трудової діяльності. ДНАОП 0.00-1.31 -99 регламентує вимоги до організації робочого місця користувача ВДТ. Найкраще розмістити робочі місця з ВДТ рядами, причому відносно вікон вони повинні розміщуватися так, щоб природне світло падало збоку, переважно зліва. Це дасть змогу виключити дзеркальне відбиття на екрані джерел природного світла (вікон) та потрапляння останніх в поле зору користувачів.

Організація робочого місця користувача ВДТ повинна забезпечувати відповідність усіх елементів робочого місця та їх взаємного розташування ергономічним вимогам ГОСТ 12.2.032-78 "ССБТ.

Площа, виділена для одного робочого місця з ВДТ або ПК, повинна складати не менше 6 м2, а обєм -- не менше 20 м3. При розміщенні робочих місць необхідно дотримуватись таких вимог:

? робочі місця з ВДТ розміщуються на відстані не менше 1 м від стінзі світловими прорізами;

? відстань між бічними поверхнями відеотерміналів має бути неменшою за 1,2 м;

? відстань між тильною поверхнею одного відеотермінала та екраноміншого не повинна бути меншою 2,5 м;

? прохід між рядами робочих місць має бути не меншим 1 м. Вимоги щодо відстані між бічними поверхнями ВДТ та відстані між тильною поверхнею одного ВДТ та екраном іншого враховуються також при розміщенні робочих місць з відеотерміналами та персональними компютерами в суміжних приміщеннях, з урахуванням конструктивних особливостей стін та перегородок.

При потребі високої концентрації уваги під час виконання робіт з високим рівнем напруженості суміжні робочі місця з ВДТ необхідно відділяти одне від одного перегородками висотою 1,5--2 м.

Якщо використання відеотермінала та персонального компютера є періодичним, то дозволяється обладнувати в приміщенні, що відповідає встановленим вимогам, окремі робочі місця колективного користування з ВДТ та ПК.

27. Перша допомога при уражені електричним струмом.

Перша медична допомога -- це комплекс заходів, спрямованих на відновлення або збереження здоровя потерпілих, здійснюваних немедичними працівниками (взаємодопомога) або самим потерпілим (самодопомога). Найважливіше положення надання першої допомоги -- її терміновість. Чим швидше вона надана, тим більше сподівань на сприятливий наслідок.

Послідовність надання першої допомоги:

? усунути вплив на організм ушкоджуючих факторів, котрі загрожують здоровю та життю потерпших, оцінити стан потерпшого;

? визначити характер та важкість травми, найбільшу загрозу для життя потерпілого і послідовність заходів щодо його рятування;

? виконати необхідні заходи з рятування потерпших в послідовності терміновості (відновити прохідність дихальних шляхів, здійснити штучне дихання, провести зовнішній масаж серця);

? підтримати основні життєві функції потерпілого до прибуття медичного працівника;

? викликати швидку медичну допомогу або вжити заходів щодо транспортування потерпшого до найближчого лікувального закладу.

Рятування потерпілих від впливу електричного струму залежить від швидкості звільнення його від струму, а також від швидкості та правильності надання йому допомоги. Зволікання може зумовити загибель потерпшого. При ураженні електричним струмом смерть часто буває клінічною, тому ніколи не слід відмовлятися від надання допомоги потерпілому і вважати його мертвим через відсутність дихання, серцебиття, пульсу. Вирішувати питання про доцільність або непотрібність заходів з оживлення та винести заключення про його смерть має право лише лікар.

28. Методи зняття психофізіологічного напруження.

Психофізіологічне розвантаження працівників, що виконують роботи із застосуванням ВДТ повинно проводитись у спеціально обладнаних приміщеннях (кімнатах психофізіологічного розвантаження) під час регламентованих перерв, або наприкінці робочого дня.

Під час проведення психофізіологічного розвантаження рекомендується включати деякі елементи методу аутогенного тренування. Цей метод заснований на свідомому застосуванні комплексу взаємозвязаних заходів психічного саморегулювання і нескладних фізичних вправ із словесним самонавіюванням; головна увага при цьому приділяється набуванню та закріпленню навичок мязового розслаблення (релаксації).

В сеансі, що рекомендується, виділяються 3 періоди, які відповідають фазам відновлювального процесу.

1-й період -- відволікання працівників від виробничого середовища. Він відповідає фазі залишкового збудження. В цей період звучить повільна мелодійна музика, спів пташок. Неабияке значення має кольорове оформлення та інтерєр кімнати психофізіологічного розвантаження. Прийнявши зручну позу, працівники адаптуються і психологічно готуються до наступних періодів.

2-й період -- заспокійливий -- відпові дає фазі відновлювального гальмування. Для цього періоду пропонується перегляд слайдів із зображенням квітучого лугу, березового гаю, гладкої поверхні ставка і т. п. Через навушники транслюється спокійна музика, на її фоні промовляються заспокійливі формули аутогенного тренування:

? "я повністю розслаблений, спокійний" (3 рази);

? "моє дихання рівне, спокійне" (3 рази);

? "моє тіло важке, гаряче, розслаблене, я абсолютно розслаблений, чоло холодне, голова легка" (3 рази).

Формули промовляються спокійно, неголосно, повільно, інтонація голосу спокійна. Як функціональне освітлення застосовується зелене світло. Яскравість світла має поступово знижуватися протягом періоду, а в кінці його світло вимикається зовсім на 1--2 хв. Екран також гаснег"

3-й період -- активізація -- відповідає фазі підвищеного збудження. Застосовуються заходи збуджуючого характеру: червоне світло змінної яскравості, бадьора музика, мобілізуючі формули аутогенного тренування:

? (глибокий вдих, довгий глибокий видих) "я бадьорий, свіжий, веселий, в мене гарний настрій" (3 рази);

? (глибокий вдих, довгий глибокий видих) "я сповнений енергії, я готовий діяти" (3 рази).

На початку цього періоду світло вимкнене, потім на екрані зявляється червона пляма, розміри і яскравість якої поступово збільшуються. В кінці періоду звучить бадьора музика.

Такі сеанси можуть складатися з двох періодів. У цих випадках музичний супровід проводиться за єдиною програмою через індивідуальні навушники. Сеанс триває 10 хв. і складається з двох рівних частин, розділених невеликою паузою: повне розслаблення на початку і активізація працездатності під кінець сеансу.

У ряді випадків психофізіологічного розвантаження на фоні музичних програм звучать окремі фрази навіювання відпочинку, доброго самопочуття і на заключному етапі -- бадьорості.

Після сеансів психофізіологічного розвантаження у працівників знижується почуття стомленості, відзначається бадьорість, добрий настрій. Загальний стан значно поліпшується.

29. Комплекс вправ для очей.

Вихідне положення (в. п.): сидячи в зручній позі, хребет прямий, очі відкриті, погляд -- прямо. Виконувати вгірави без напруження.

Варіант 1 (тривалість 2--3 хв.).

Вправа 1. Погляд спрямувати вліво-прямо, вправо-прямо, вверх-прямо, вниз-прямо без затримки в кожному положенні. (Повторити до 10 разів).

Вправа 2. Погляд зміщувати по діагоналі: вліво-вниз-прямо, вправо-вверх-прямо, вправо-вниз-прямо, вліво-вверх-прямо і поступово збільшувати затримки в кожному положенні; дихання довільне. (Повторити до 10 разів).

Вправа 3. Кругові рухи очей: до 10 кругів вліво і вправо. Спочатку швидко, потім якомога повільніше.

Вправа 4. Змінювання фокусної віддалі: дивитись на кінчик носа, потім удалину. (Повторити кілька разів).

Варіант 2.

Вправа 1. Подивитись на кінчик пальця або олівця, який тримають на віддалі 30 см від очей, а потім у далину. (Повторити кілька разів).

Дивитись прямо перед собою, пильно і нерухомо, намагаючись бачити виразно, потім моргнути кілька разів. Стиснути повіки, потім моргнути кілька разів.

Вправа 2. Поморгати протягом 1 хв. Темп швидкий.

Вправа 3. Потерти долоні одна об одну і легко, без зусиль, прикрити ними попередньо заплющені очі, щоб повністю відгородити їх від світла (на 1 хв.). Уявити занурення в повну темряву. Розплющити очі.

Вправа 4. Масувати повіки очей мяко погладжуючи їх вказівним і середнім пальцями в напрямку від носа до скронь.

Або: заплющити очі і, ніжно торкаючись подушечками долонь, провести по верхніх повіках від скронь до перенісся та зворотньо; всього 10 разів в середньому темпі.

Варіант 3 (тривалість 1--2 хв.).

Вправа 1. На рахунок 1--2 зафіксувати погляд на обєкті, що знаходиться на близькій віддалі (15--20 см), на рахунок 3--7 погляд перевести на дальній обєкт, на рахунок 8 погляд знову, перевести на ближній обєкт.

Вправа 2. При нерухомій голові на рахунок 1 погляд спрямувати вверх, на рахунок 2 -- вниз, потім знову вверх. (Повторити 15--20 разів). Вправа 3. Заплющити очі на 10--15 с, потім їх розплющити і зробити рухи очима вправо і вліво, вверх і вниз (5 разів), кілька кругових рухів очима справа наліво і навпаки (5 разів). Повільно, без напруги, спрямувати погляд удалину.

Варіант 4 (тривалість 2 хв.).

Вправа 1. Трьома пальцями обох рук легко натиснути на верхні повіки. Через 1--2 с зняти пальці з повік. Хворобливих відчуттів не має бути. Вправа 2. Поморгати протягом 1 хв. Темп швидкий. Вправа 3. З заплющеними повіками підняти очі вверх, опустити їх вниз, повернути направо, повернути наліво. Дихання не затримувати; вправу виконувати з максимальною амплітудою.

Вправа 4. Встати і поставити ноги нарізно на ширину плечей, дивитися перед собою. Подивитися на правий носок ноги, вверх-направо, повернутися у вихідне положення. Амплітуда рухів очей максимальна, голову тримати прямо, дихання не затримувати.

Варіант 5.

Вправа 1. Дивитися прямо перед собою протягом 2--3 с, потім опустити очі вниз, затримати їх в такому положенні протягом 3--4 с. (Вправу виконувати протягом 30 с).

Вправа 2. Підняти очі вверх, опустити їх вниз, відвести очі вправо, відвести очі вліво. (Повторити 3--4 рази. Тривалість 8 с).

Вправа 3. Підняти очі вверх, зробити ними кругові рухи за годинниковою стрілкою, потім -- проти годинникової стрілки. (Повторити З--4 рази. Тривалість 15 с).

Вправа 4. Міцно заплющити очі на 3--5 с, потім їх розплющити на З--5 с. (Повторити 4--5 разів. Тривалість 30--50 с).

30. Прийоми зняття мязового та розумового напруження.

Варіант 1.

В. п. -- сидячи на стільці.

Вправа 1. Зробити кілька глибоких вдихів і видихів. Потягнутися на стільці, зігнувши руки на потилиці, відхиляючи голову назад і випростовуючи плечі. (Повторити 3--4 рази).

Вправа 2. Зробити нахили і повороти голови.

Вправа 3. Легкий самомасаж волосистої частини голови, обличчя і кистів рук.

Варіант 2.

Вправа 1. В. п. -- стоячи, ноги разом, руки вниз (основна стійка).

1. Прямі руки розвести в боки долонями догори, зробити вдих.

2. Схрестити руки перед грудьми, міцно обхопити себе за плечі і зробити видих.

З--4. Виконати те ж саме. (Повторити 4--6 разів).

Вправа 2. В. п. -- стоячи, ноги разом, руки до плечей.

1--4. Кругові рухи ліктями вперед.

5--8. Те саме назад. Дихати рівномірно. (Повторити 4--6 разів).

Вправа 3. В. п. -- основна стійка.

1. Плечі високо підняти вверх, вдих.

2. Плечі різко опустити, "скинути" вниз, розслабити руки, видих. (Повторити 4--5 разів).

Варіант 3.

В. п. -- основна стійка.

Вправа 1. Максимальне напруження мязів ніг знизу вверх і розслаблення. (Повторити 3 рази).

Вправа 2. Максимальне напруження мязів рук (від кистів рук до мязів плечового пояса та спини) -- розслаблення. (Повторити 3 рази).

Вправа 3. Масаж чола протягом 1 хв. Легке погладжування чола, його області над бровами в напрямку до скронь.

Варіант 4.

Вправа 1. Нахиляння головою наліво-направо (темп швидкий).

Вправа 2. Нахиляння головою вперед-назад (темп помірний).

Вправа 3. Обертання головою з максимальним розслабленням мязів шиї. Голова "котиться" по тулубу спочатку в лівий, а потім в правий бік (дуже повільно). Не більше 2 разів.

Вправа 4. Самомасаж шиї і потилиці протягом 1 хв. Погладжувати потилицю і шию в напрямку до тулуба.

2. ВІДПОВІДІ НА КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ З УСТРОЮ ТИ ПРИНЦИПУ РОБОТИ УНМС-2

1. Вкажіть функціональні блоки УУМС-2

- блок цифрової обробки;

- память програм і даних користувача;

- засоби вводу-виводу й формування сигналів;

- засоби індикації;

- зовнішні рознімання;

- засоби завдання сигналів на основі механічних перемикачів.

2. З чогу складаються засоби вводу-виводу та формування сигналів

– блок АЦП із комутатором на 8 аналогових сигналів і два блоки формування Шим-импульсов - на основі мікроконтролера AVR ATmega16 (периферійний мікроконтролер), лінії ШИМ буферированы;

– блок ЦАП на основі окремої мікросхеми ЦАП з формувачем полярності сигналу й з подачею вихідного сигналу ЦАП на один із вхідних каналів блоку АЦП;

– вхідні лінії запитів переривань INT0, INT1, лінії рахункових імпульсів T0, T2 і входи керування захватом/перезавантаженням T2EX таймерів мікроконтролера AT89S8252; всі лінії мають гальванічну розвязку на основі оптоэлектронных ключів;

– вхідні лінії запиту переривання INT0 і рахункових імпульсів таймерів T0, T1 периферійного мікроконтролера AVR ATmega16; всі лінії мають гальванічну розвязку на основі оптоэлектронных ключів;

– для входу зовнішнього переривання INT0 основного мікроконтролера передбачена ручна подача сигналу за допомогою механічного перемикача;

– для рахункового входу таймера T0 основного мікроконтролера передбачена ручна подача сигналу за допомогою механічного перемикача;

– чотири вхідні лінії дискретних сигналів з гальванічною розвязкою;

– чотири вихідні лінії в стандарті "струмова петля";

– два змінних резистори й операційні підсилювачі для подачі вхідних сигналів на АЦП;

– вісім кнопок для ручного завдання дискретних сигналів;

– лінії в стандарті ТТЛ із програмним вибором напрямку передачі на основі мікросхеми ДО580ВВ55;

– убудований генератор з регульованою вручну частотою формування імпульсів (вихід генератора можна комутирувати на рахунковий вхід таймерів Т0 і Т2, вхід керування захватом/перезавантаженням T2EX основні мікроконтролери або на рахункові входи таймерів Т0 і Т1 периферійного мікроконтролера AVR ATmega16);

– двунаправленный канал послідовної передачі даних у стандарті RS-232 для завантаження програми користувача й реалізації двостороннього обміну даними з ПЭВМ у процесі виконання програми користувача;

– інтерфейс SPI для внутрісхемного завантаження програми MONITOR;

інтерфейс SPI для внутрісхемного завантаження програми керування периферійним мікроконтролером AVR ATmega16.

3. Що входити до складу блоку індикації УУМС-2, вкажіть особливості складових та покажіть їх на схемі.

Засоби індикації:

– індикатор включення живлення, розміщений на друкованій платі;

– лінійка з 8 светодиодов;

– чотири семисегментных індикатори й светодиод індикації знака;

– Жки-дисплей на 10 позицій.

4. Попищіть принцип роботи 10-розрядного РКІ та особливості обміну інформацією між їм та МК.

Жки-дисплей типу МЭЛТ-MT10T7-7 дозволяє відображати довільні символи на кожній з 10 семисегментных позицій. Сигнали керування ЖКИ повинні формуватися програмно у вигляді послідовності байтів і записуватися у внутрішні регістри Жки-дисплея.

У системі УУМС-2 ЖКИ-дисплей підключений до шини даних через регістр КР1533ИР22 (DD17). Інформація записується в регістр по сигналі not(CS_LCD + WR). Вихідні буферы регістра увесь час відкриті, що забезпечує постійне надходження сигналів керування на Жки-дисплей. Розподіл вихідних ліній регістра керування Жки-дисплеем показане в табл.5. У схемі ці сигнали мають префікс LCD_ і видаються через схемне рознімання J4.

Таблиця 2- Структура байта керування Жки-дисплеем

Розряди DB3-DB0 представляють номер позиції відображення й молодшу або старшу частину коду керування семисегментной цифрою, відображуваної в потрібній позиції Жки-дисплея. Старший, 7-й розряд використається для керування светодиодом знака блоку ССИ.

При виводі знака для блоку ССИ рекомендується використати код s0110000b, де "s"- значення знака ("1" - мінус, "0" - плюс). Такий код блокує доступ до Жки-дисплею.

5. Як здійснюється звязок в УУМС-2 із зовнішнім середовищем. Покажіть відповідні пристрої на схемі.

– живлення УУМС-2 (+5У, +12У, -12У, GND) на розніманні DB-9;

– послідовний канал RS-232 (Tx, Rx, GND) на розніманні DB-9;

– інтерфейс SPI для внутрісхемного програмування периферійного мікроконтролера ATmega16 на розніманні DB-9;

– пять вхідних лінії АЦП і лінія GND на розніманні DB-9;

– видача напруг живлення зовнішнім модулям (+5У, +12У, -12У, GND), точність підтримки напруг 5%;

– вихідний сигнал блоку ЦАП на BNC-коннекторе (для осцилографа);

– вихідні сигнали ШИМ-импульсов і вихідний сигнал блоку ЦАП на розніманні DB-9;

– один із ШИМ продублирован на BNC-коннекторе;

– входи-виходи ТТЛ сигналів на розніманні DB-25;

– сигнали переривань INT0, INT1, сигнали рахункових імпульсів T0, T2 і входи керування захватом/перезавантаженням T2EX таймерів основного мікроконтролера AT89S8252 на розніманні DB-15;

– сигнал переривання INT0, сигнали рахункових імпульсів для таймерів T0, T1 периферійного МК ATmega16 на розніманні DB-9;

– вхідні сигнали ліній з гальванічною розвязкою й вихідні сигнали блоків "струмова петля", лінія +5У на розніманні DB-15.

6. Які функції виконують механічні перемикачі та кнопки. Покажіть відповідні пристрої на схемі.

– скидання (переклад у режим завантаження програми користувача);

– пуск (перехід на виконання програми користувача) з електронним блокуванням запису на згадку програм користувача;

– ручна подача переривання INT0 основного мікроконтролера;

– ручна подача рахункових імпульсів для таймера Т0 основного МК;

– кнопки з фіксацією положення (8 шт.) для завдання дискретних сигналів.

7. Опишіть конструкцію лабораторного стенду.

Конструкція УУМС являє собою пластмасовий корпус плоскої прямокутної форми з похилою верхньою панеллю, у якому розміщається друкований вузол системи. Верхня частина корпуса виконана із прозорого матеріалу.

Рознімання для підключення кабелів живлення, звязку з ПЭВМ і зовнішнім устаткуванням (датчиками, виконавчими механізмами й т.п.) розташовані на бічних і задніх панелях корпуса. Кнопки керування роботою й завдання сигналів (механічні перемикачі) розташовані на верхній панелі корпуса УУМС і мають пояснювальні написи.

Корпус УУМС-2 є розбірним і складається із чотирьох основних частин:

- верхньої частини корпуса;

- нижньої частини корпуса;

- прозорої верхньої панелі;

- задньої панелі, на якій установлені рознімання.

Основні кріпильні гвинти розташовані на днище нижньої частини корпуса. Прозора панель кріпиться до верхньої половини корпуса окремими гвинтами. При знятті прозорої панелі відкривається доступ до друкованого вузла УУМС-2, зокрема, до технологічного рознімання інтерфейсу SPI для завантаження системної програми MONITOR на згадку основного мікроконтролера AT89S8252.

Всі рознімання, розташовані на корпусі УУМС, мають написи, що пояснюють. Типи рознімань (качана/розетка) підібрані таким чином, щоб розташовані поруч рознімання з однаковою кількістю виводів мали різний тип. Рознімання Вхідне живлення й Вихідне живлення однакові по підключенню й використанню.

Індикатор включення живлення й лінійка светодиодов розташовані безпосередньо на друкованій платі й видні через прозору панель.

8. З чого складається системний інтерфейс МК AT89S8252 та на якій елементній базі його реалізовано.

- 16-розрядна шина адреси (ША), позначувана А0-А15;

- 8-розрядна шина даних (ШД), позначувана D0-D7;

- сигнал керування читанням із зовнішньої памяті програм - #PSEN;

- сигнал керування читанням із зовнішньої памяті даних - #RD;

- сигнал керування записом у зовнішню память даних - #WR.

Мікроконтролер AT89S8252 при роботі із зовнішньою памяттю використає свій порт Р0 у режимі тимчасового мультиплексування - спочатку видається молодшої частини адреси А0-А7, а потім передаються дані D0-D7. Тому для демультиплексирования інформації й формування роздільних системних шин адреси й даних застосований буферний каскад на регістрах КР1533ИР22 (мікросхеми DD3 й DD5) і шинному формувачі КР1533АП6 (мікросхема DD2). Сигнал ALE, що супроводжує видачу адреси зовнішньої памяті з мікроконтролера, використається для стробирования запису молодшої частини адреси в регістр DD5 (лінії A0-A7). Регістр DD3 використається як буфер, тому його тактирующий вхід З увесь час активний - "1".

Логічні елементи И мікросхеми DD13 буферируют сигнали #RD й #WR перед їхнім використанням у системі. Далі ці сигнали використаються для формування сигналів керування мікросхемами буфера шини даних і зовнішньої памяті УУМС-2 (Сигнали іменовані як RD й WR, але логіка залишається інверсної).

9. Вкажіть призначення виводів МК AT89S8252 та покажіть їх на схемі.

10. Назвіть типи послідовних інтерфейсів, які обслуговують основний МК лабораторного стенді. Та на яких сигналами смороду подані на принциповій схемі УУМС-2. Покажіть зєднувачі цих інтерфейсів на лабораторному стенді.

Запис нової системної програми MONITOR в основний мікроконтролер з ПЭВМ може бути зроблена через послідовний інтерфейс SPI, що представлений сигналами #SS, MOSI, MISO й SCK. Ці сигнали надходять на мікроконтролер тільки через схемне рознімання J2, розташований безпосередньо на друкованій платі й не має відповідного рознімання на корпусі УУМС-2. Таким чином, користувач не має безпосередньої можливості змінювати програму MONITOR. Дана програма може бути записана за допомогою спеціального завантажника AEC_ISP.exe.

Двунаправленный канал послідовної передачі даних у стандарті RS-232 для завантаження програми користувача й реалізації двостороннього обміну даними з ПЭВМ у процесі виконання програми користувача;

11. Вкажіть типи буферних схем, використаних в УУМС-2. Їх призначення та особливості роботи.

12. Дайте визначення адресного простору мікропроцесорної системи та розпишіть його розподіл в УУМС-2.

Адресний простір УУМС складається з областей, состав яких показаний у табл.2. Варто звернути увагу, що внутрішні адресні області основного й периферійного мікроконтролерів мають типову схему адресації відповідно до архітектури кожного з них. Так, внутрішня память програм основного мікроконтролера AT89S8252 займає діапазон адрес 0000 - 1FFFh (8Кбайт). У цій області розташована системна керуюча програма MONITOR. Внутрішня память програм периферійного мікроконтролера ATmega16 є самостійним адресним простором і займає діапазон адрес 0000 - 3FFFh (16 Кбайт). Докладніше про структуру внутрішніх адресних областей мікроконтролерів можна прочитати в.

Всі пристрої системи, зовнішні стосовно основного мікроконтролера, взаємодіють із ним через шину даних. При цьому сигнали вибірки кристала для кожного пристрою генеруються відповідно до апаратної адреси цього пристрою, представленим у табл.4.

Таблиця 4 - Структура адресного простору УУМС-2

13. Вкажіть функції адресного селектора та особливості його розподілу в лабораторному стенді.

Адресний селектор (дешифратор адреси) у складі УУМС призначений для формування сигналів дозволу роботи памяті й всіх периферійних блоків системи. Ці сигнали формуються на основі інформації, видаваної мікроконтролером на шину адреси. Адресний селектор складається із двох частин:

- адресний селектор зовнішньої памяті;

- адресний селектор периферійних пристроїв системи.

Адресний селектор памяті реалізований на одному з дешифраторів у складі мікросхеми КР1533ИД14 (DD10-1). На підставі адресних сигналів А13-А15 він формує сигнали вибору кристала CS1 для памяті програм або сигнали CS2, CS3 для мікросхем памяті даних.

Адресний селектор периферійних пристроїв є двухкаскадным. Перший каскад реалізований на іншому дешифраторі з мікросхеми КР1533ИД14 (DD10-2). На підставі адресних сигналів А14, А15, що надходять на дешифратор, і сигналів А12 й А13 (обєднаних по И-НІ на елементі DD8-1), що дозволяють його роботу, він формує сигнал керування для другого каскаду адресного селектора. Активний рівень "0" цього сигналу буде отриманий тільки при комбінації А12 = А13 = А14 = А15 = 1. Додатковий сигнал керування для другого каскаду формується 8-входовым елементом И-НІ мікросхеми DD7 на основі адресних сигналів А4-А11, причому активний рівень "0" також виходить тільки при рівності "1" всіх сигналів А4-А11 одночасно (адреса FFF_h).

Другий каскад адресного селектора периферійних пристроїв побудований на дешифраторі КР1533ИД3 (DD6) з організацією 4?16. На підставі сигналів керування (коли обоє рівні "0") і адресних сигналів А0-А3 цей дешифратор формує сигнали дозволу роботи (вибору кристала) периферійних пристроїв.

14. Які типи символів можуть виводитись на індикацію, використаного в лабораторному стенді знакосинтезуючого індикатора. Як здійснюється управління цим процесом.

15. Вкажіть призначення та особливості реалізації блоку уводу-виводу дискоетних сигналів з гальванічною розвязкою.

Дискретні сигнали з гальванічною розвязкою можуть передаватися на вилучене встаткування або на пристрої, рівні сигналів у які відрізняються від рівнів ТТЛ.

У системі УУМС-2 реалізовані схеми прийому чотирьох вхідних дискретних сигналів з гальванічною розвязкою на оптоэлектронных ключах ДО293ЛП1А (DA1-DA4). Кожна лінія прийому дискретного сигналу з боку схемного рознімання J7 DINPUTS є двухпроводной (анодна (DIn_+) і катодна (DIn_-) ланцюга светоизлучателя в оптоэлектронном ключі). Струм спрацьовування оптоэлектронного ключа становить 15 м, а граничний струм - 40 ма. Таким чином, можна формувати вхідний сигнал, комутируючи на вхід оптоэлектронного ключа лінію живлення +5У через резистор опором близько 300 Ом.

Важливо помітити, що застосовані оптоэлектронные ключі є інверторами сигналу, тобто при наявності струму 15-20ма через вхідний светодиод на виході ключа присутній сигнал балка. "0", а при відсутності струму - сигнал балка. "1".

На стороні схеми оптоэлектронными ключами формуються сигнали ТТЛ DINPUT0-DINPUT3. Ці сигнали надходять на шину даних через один з 4-бітових регістрів мікросхеми КР1533ИР34 (DD19-2).

Інформація може бути прочитана з регістра DD19-2 по сигналі (CS_DIDO + RD), що подається на вхід дозволу видачі #OE регістра DD19-2 і відкриває його вихідні буферы. На вхід Із синхронізації запису в регістр поданий рівень "1", що забезпечує постійну фіксацію в регістрі поточних сигналів з оптоэлектронных ключів DA1-DA4.

Схеми видачі чотирьох вихідних дискретних сигналів DOut1-DOut4 забезпечують стандарт "струмова петля", тобто логічному рівню "0" відповідає струм 0 ма, а логічному рівню "1" - струм 20 ма. Такі значення струмів забезпечуються резисторами R40-R43, включеними в колекторні ланцюги транзисторів VT1-VT4. на приймаючій стороні інтерфейсу "струмова петля" повинен бути включений оптоэлектронный ключ (светодиод), причому його анод підключається до ланцюга VCC джерела сигналу, а катодний ланцюг - до резистора колекторного ланцюга джерела сигналу. Таким чином, светодиод оптоэлектронного ключа схеми-приймача є частиною колекторного ланцюга вихідного транзистора схеми-джерела.

Вихідні транзистори VT1-VT4 підключені до шини дані системи через інший 4-бітовий регістр у мікросхемі КР1533ИР34 (DD19-1). Інформація записується в регістр DD16 по сигналі not(CS_DIDO + WR). Вихідні буферы регістра DD19-1 увесь час відкриті, що забезпечує підтримку рівнів сигналів, записаних у регістр, на ланцюзі бази транзисторів VT1-VT4.

Хоча групи вхідних і вихідних сигналів підключаються до шини даних через окремі 4-бітові регістри, однак обидва регістри мають той самий системну адресу FFF3h. Прийом і видача даних виробляються шляхом читання або запису байта за адресою FFF3h, причому при читанні й записі використаються ті самі молодші розряди D0-D3 шини даних.

16. З якою метою в де-яких блоках мікропроцесорної системи застосовується елементи гальванічної розвязки.

17. Наведіть усі відомі вам типи елементів гальванічної розвязки та поясніть їх принцип роботи. Покажіть на схемі УУМС-2 ці елементи та поясніть їх функції.

18. Які функції покладено на периферійний МК стенду УУМС-2.

Інтерфейс між периферійним мікроконтролером і системною шиною даних реалізований на основі двох зустрічно включених регістрів КР1533ИР22, що мають однакову системну адресу FFF4h.

Таким чином, передача даних від основного контролера на периферійний виконується шляхом запису байта в зовнішній регістр за адресою FFF4h. Периферійний контролер може прочитати байт із цього регістра, видавши низький рівень по лінії AVR_RD. Для передачі даних основному контролеру периферійний повинен видати бать даних на свій порт PC і сформувати високий рівень по лінії AVR_WR. При цьому дані фіксуються в регістрі, і можуть бути прочитані основним контролером за адресою FFF4h.

Для пересилання даних від основного контролера до периферійного використаний регістр DD25. Входи цього регістра підключені до шини даних D0-D7, а виходи - лініями AVR_D0 - AVR_D7 до порту PC (лінії PC0-PC7) периферійного мікроконтролера. Запис у регістр DD25 по шині даних тактируется сигналом not(CS_AVR + WR), що подається на вхід С. Читання із цього регістра в периферійний мікроконтролер виробляється по низькому рівні сигналу AVR_RD, що подається на вхід дозволу видачі #OE. Сигнал AVR_RD повинен програмно формуватися периферійним мікроконтролером на лінії PD0 порту PD.

Для пересилання даних від периферійного мікроконтролера до основного використаний регістр DD26. Входи цього регістра підключені лініями AVR_D0 - AVR_D7 до порту PC (лінії PC0-PC7) периферійного мікроконтролера, а виходи - до шини даних D0-D7. Запис у регістр DD26 від периферійного мікроконтролера тактируется високим рівнем сигналу AVR_WR, що подається на вхід С. Сигнал AVR_WR повинен програмно формуватися периферійним мікроконтролером на лінії PD1 порту PD. Читання з регістра DD26 по шині даних в основний мікроконтролер виробляється по сигналі not(CS_AVR + RD), що подається на вхід дозволу видачі #OE.

Для запиту даних і підтвердження читання основний і периферійний контролери можуть обмінюватися сигналами PRRQ (запит даних) і PRANS (підтвердження). Рекомендується використати активний низький рівень цих сигналів. Крім того, периферійний контролер може генерувати запит на переривання основного контролера (лінія #INT1_AVR), при цьому основний контролер одержує переривання по лінії #INT1 (низький рівень або зріз сигналу).

Таким чином, наявне апаратне зєднання дозволяє реалізувати різні види протоколів обміну між основним і периферійним мікроконтролерами (синхронний, асинхронний по запиті, командний і т.п.).

19. Вкажіть архітектурні особливості периферійного МК.

У блоці периферійного мікроконтролера реалізована схема прийому аналогових сигналів від зовнішнього встаткування. Є технічна можливість подавати на АЦП у складі мікроконтролера AVR кожної з восьми аналогових сигналів (напруга уніполярне від 0 до +5У). Всі лінії прийому аналогових сигналів ADC0-ADC7 буферированы за допомогою операційних підсилювачів. У схемі використані мікросхеми підсилювачів TL072, що містять по двох ідентичних підсилювача на кристалі - DA9-DA12. Оскільки входи АЦП у складі периферійного мікроконтролера працюють в уніполярному режимі, на вході кожного підсилювача встановлений стабілітрон (VD15 - VD22), що забезпечує блокування вхідної напруги негативної полярності. Використання аналогових входів АЦП периферійного мікроконтролера представлене в табл. 7.

Аналогові сигнали ADC0 й ADC1 задаються за допомогою потенціометрів, установлених на верхній панелі корпуса УУМС-2 і маркірованих як АЦП вх. 1 й АЦП вх. 2 відповідно.

Периферійний мікроконтролер дозволяє вводити й перетворювати аналогові сигнали в абсолютному й диференціальному режимах. У другому випадку диференціальні сигнали сприймаються попарно із входів ADC0-ADC1, ADC2-ADC3, ADC4-ADC5, ADC6-ADC7. Таким чином, є можливість обробляти різницю сигналів з потенціометрів АЦП вх. 1 й АЦП вх. 2.

Слід зазначити, що апаратні засоби периферійного мікроконтролера ATmega16 дозволяють виконувати внутрішньо масштабування інформації, прийнятої з АЦП, з різними коефіцієнтами.

20. Як здійснюється обмін інформацією між основним та периферійного МК, яка частина адресного просторі УУМС-2 при цьому використовується. Покажіть на принциповій схемі шляхи цих сполучень, поясніть призначення використаних у них елементів.

21. Що являє собою ШІМ генератор. Як здійснюється управління їм. Покажіть на принциповій схемі та стенді елемента, що приймають доля у формуванні Шім-сигналів. Де використовуються ці сигнали.

У структурі периферійного мікроконтролера є убудовані Шим-генераторы для формування широтно-модулированных імпульсів керування виконавчими пристроями. У даній системі використані два канали ШИМ, а саме PWM0 (вихід OC1A) і PWM1 (вихід OC1B), реалізовані в складі таймера Т1. Програмування таймерів МК у режимі Шим-генераторов докладно описане в.

Вихідні сигнали Шим-импульсов PWM0 й PWM1 буферированы операційними підсилювачами з коефіцієнтом передачі 1 на мікросхемі DA13 і виведені на схемне рознімання J13 і відповідне рознімання на корпусі УУМС-2. Крім того, сигнал PWM0 продублирован на BNC-коннекторе, розташованому на задній панелі корпуса УУМС-2, для візуалізації на осцилографі.

22. Покажіть на схемі блоки ЦАП. Поясніть призначення всіх елементів, що входять до ЦАП.

Цифроаналоговый перетворювач (ЦАП) виконує перетворення 11-розрядного коду (старший біт - знак) в аналоговий сигнал у вигляді двухполярного напруги (±10У) у відповідності зі знаком числа. В адресному просторі УУМС блок ЦАП представлений двома регістрами виводу:

адреса FFF5h - молодший байт коду числа

адреса FFF6h - старша частина коду числа (використаються біти 0 й 1) і знак у старшому 7-м битці. Виведене число повинне представлятися в прямому коді незалежно від знака.

Цифроаналоговый перетворювач (мікросхема DD33) підключений до системної шини даних через регістри КР1533ИР22 на мікросхемах DD30 й DD31. Запис у ці регістри виробляється по сигналах not(CS_DAC_LOW + WR) і not(CS_DAC_HI + WR) відповідно. Вихідні буферы регістрів DD30 й DD31 увесь час відкриті, що забезпечує підтримку рівнів сигналів, записаних у регістри, на інформаційних входах ЦАП.

Сам перетворювач побудований на мікросхемі 10-розрядного струмового ЦАП КР572ПА1. Операційний підсилювач на DD17-1 необхідний для формування вихідного аналогового сигналу в діапазоні 0...10…10В. Такий діапазон забезпечується напругою зсуву на вході U0 ЦАП, формованим стабілітроном VD9.

На другому підсилювачі в складі мікросхеми DD17 побудована схема формування двухполярного сигналу на підставі знака вхідного коду АЦП. Сигнал знака, що знімає з розряду 7 регістра DD31, управляє електронним ключем DD35-1. Якщо знак позитивний, то цей сигнал дорівнює "0", і ключ DD35-1 розімкнуть - підсилювач DD17-2 працює як повторювач аналогового сигналу (вихідний діапазон 0...+10У).. Якщо знак негативний, то сигнал знака дорівнює "1", і ключ DD35-1 комутирує крапку зєднання резисторів R55 й R56 на ланцюг GND, і в результаті підсилювач DD17-2 інвертує вихідний аналоговий сигнал (вихідний діапазон 0...-10У).

Сигнал на виході блоку ЦАП має назва DAC і виведена на схемне рознімання J11. Із цього рознімання сигнал DAC виведений на рознімання на корпусі УУМС-2, маркірований як ЦАП, а також продублирован на BNC-коннекторе, розташованому на задній панелі корпуса УУМС-2, для візуалізації на осцилографі.

Також сигнал DAC подається на масштабирующий підсилювальний каскад на мікросхемі DA19 для одержання однополярного сигналу в діапазоні 0...5В, подаваного на вхід ADC3 АЦП у складі периферійного мікроконтролера. На підсилювачі DA19-1 виконується ослаблення сигналу по амплітуді в 4 рази (коефіцієнт передачі дорівнює 0,25), а на підсилювачі DD1A-2 відбувається зсув сигналу з діапазону -2,5...+2,5У в діапазон 0...5В. Таким чином, виходить однополярний сигнал, названий DAC5. Цей сигнал через буфер DA12-2 надходить на вхід ADC3 аналого-цифрові перетворювачі. Це дозволяє автономно протестувати роботу ЦАП й АЦП.

23. Опишіть особливості та наведіть основні характеристики інтегральної схеми КР572ПА1.

2. СТРУКТУРА, ПРИЗНАЧЕННЯ ТА ВЗАЄМОДІЯ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ УНМС-2

Призначення програми

Системна програма MONITOR функціонує на універсальній керуючій мікроконтролерній системі УНМС-2, побудованої на основі однокристального мікроконтролера AT89S8252 сімейства MCS-51.

Програма MONITOR виконує наступні функції:

? ініціалізація УУМС-2;

? стартова перевірка елементів індикації УУМС-2;

? завантаження двійкового файлу здійсненних кодів функціональної програми користувача на згадку програм універсальної керуючої мікроконтролерній системи УУМС-2 через послідовний інтерфейс у стандарті RS-232;

? запуск функціональної програми користувача, завантаженої на згадку програм УУМС-2.

Розміщення програми

Здійсненний код системної програми MONITOR розміщається у внутрішній (резидентної) памяті програм основного мікроконтролера AT89S8252. Ця область памяті фізично реалізована як Flash-память. Програма MONITOR займає адресну область із 0000h до 0A3Fh, тобто 2624 байта. Інша частина резидентної памяті програм мікроконтролера (до 8192 байт) вільна й не використається.

При поставці УУМС-2 штатна версія програми MONITOR уже розміщена в Flash-памяті основного мікроконтролера AT89S8252, а файл із вихідним кодом програми входить у комплект поставки.

Функціональний состав

Системна програма MONITOR складається з наступних блоків:

? штатна таблиця векторів переходу по перериваннях;

? блок ініціалізації апаратних ресурсів УУМС-2 (портів, таймерів, переривань);

? блок тестування елементів індикації УУМС-2;

? блок завантаження програми користувача (у т.ч. процедура прийому байтів програми користувача й розміщення в зовнішній памяті);

? блок активізації функціональної програми користувача;

? блок підпрограм формування затримок;

? блок підпрограм формування даних у двоїчно-десятковому впакованому форматі для відображення на семисегментних індикаторах;

? блок підпрограм виконання базових арифметичних операцій (додавання, вирахування, множення, розподіл) над даними, представленими в пятьох форматах: ціле однобайтове беззнакове, ціле однобайтове зі знаком, ціле двухбайтове беззнакове, ціле двухбайтове зі знаком, формат із плаваючою крапкою (два байти мантиси зі знаком, байт зі зміщеним порядком);

? блок підпрограм перетворення форматів даних (із целочисленого формату у формат із плаваючою крапкою й назад);

? блок підпрограм для відображення целочислених даних (без знака й зі знаком) на семисегментних індикаторах.

Штатна таблиця векторів переходу по перериваннях

У цьому блоці реалізовані переходи на елементи таблиці векторів у програмі користувача. Для переходів використані адреси, що відрізняються від штатних на 2000h. Наприклад, по перериванню від таймера 0 (штатний вектор розташований за адресою 000Bh) заданий перехід на адресу 200Bh. По перериванню від послідовного порту UART (штатний вектор розташований за адресою 0023h) виробляється перевірка ознаки активності програми користувача UP_ACT. Якщо UP_ACT=0, то в цей момент виконується програма MONITOR, і, відповідно, відбувається перехід на підпрограму UAPP_M? розташовану в MONITOR-і. Якщо UP_ACT=1, тобто виконується програма користувача, то робиться перехід на адресу 2023h, тобто на вектор обробки переривання в програмі користувача.

Блок ініціалізації апаратних ресурсів

У цьому блоці виробляється установка режимів роботи паралельних і послідовних портів, таймерів і системи обробки переривань основного мікроконтролера AT89S8252. Установлювані режими представлені в табл. 2.1. Інформація представлена в порядку завдання відповідних настроювань у вихідному тексті програми MONITOR. Для забезпечення універсальності всі коментарі у вихідному тексті програми виконані англійською мовою.

Таблиця 2.1 - Режимів роботи паралельних і послідовних портів, таймерів і системи обробки переривань

Блок тестування елементів індикації УНМС-2

У цьому блоці виконується тестування лінійки світодіодів, блоку семисегментних індикаторів і ЖК-дисплея.

Тестування виробляється тільки при включенні живлення УНМС-2. При натисканні кнопки СКИДАННЯ для перезавантаження системи тестування не виконується.

У ході тестування виробляється включення й відключення названих елементів індикації й користувач повинен візуально проконтролювати відображення певних даних. Порядок тестування наступний:

? відбувається очищення ЖК-дисплея;

? на лінійці світодіодів чотири рази по черзі запалюються й гаснуть ліва й права половини лінійки з інтервалом 0,4з;

? семисегментні індикатори чотири рази відображають число -8888 за схемою: включення на 0,4з - гасіння на 0,4з;

? у кожній позиції ЖК-дисплея одночасно відображається число 8 і показується протягом 2с., після чого ЖК-дисплей очищається.

Блок завантаження програми користувача

Після завершення тестування елементів індикації УНМС-2 переходить у режим завантаження програми користувача (т.зв. системний режим).

При виконанні цього блоку на лінійці світодіодів відображається "вогонь, що біжить" (час перемикання близько 0,4 с).

Коли черговий байт програми користувача переданий з ПЭВМ й отриманий послідовним портом ПЭВМ, формується апаратне переривання й викликається підпрограма його обробки (UAPP_M), у якій прийнятий байт листується з буфера послідовного порту в черговий осередок зовнішньої памяті, а також відображається на семисегментних індикаторах як 16-ричное число.

Також у блоці завантаження виробляється циклічно перевірка стану кнопки ПУСК (апаратний сигнал фіксується в біті M_UP). Перевірка виробляється, поки біт не прийме значення "0".

Програма користувача розміщається в зовнішній памяті програм УНМС-2, що фізично реалізована як ОЗУ. При роботі MONITOR-а ця область сприймається мікроконтролером як память даних.

Блок активізації функ ціональної програми користувача

Даний блок є останнім перед початком виконання програми користувача.

Перехід до цього блоку від попередні відбувається тільки при натисканні кнопки ПУСК (біт M_UP приймає значення "0").

У цьому блоці виконується чотириразове включення й вимикання лінійки світодіодів з періодом 0,8 з, а також наступні дії:

? виконується гасіння семисегментних індикаторів;

? зупиняється таймер 1, таким чином послідовний порт вимикається;

? установлюється в "1" ознаку активності програми користувача UP_ACT;

? активізується 1-й банк регістрів;

? виконується перехід на програму користувача за адресою 2000h.

Інші блоки програми MONITOR містять службові підпрограми, які частково використаються в самому MONITOR-і й можуть без обмежень викликатися в програмі користувача (див. табл. П1).

Після натискання кнопки ПУСК область ОЗУ, у якій була розміщена програма користувача, сприймається мікроконтролером як память програм, і користувач не може виконувати запис у цю область.

Порядок виконання програми MONITOR на УНМС-2

Оскільки програма MONITOR є системною й записана у внутрішню память програм основного мікроконтролера з адреси 0000h, те при включенні живлення завжди виконуються команди цієї програми.

Порядок й умови виконання основних блоків програми MONITOR представлені в табл.2.2.

Таблиця 2.2 - Порядок й умови виконання основних блоків програми MONITOR

Взаємодія із програмою користувача

Використання службових підпрограм MONITOR-а

Всі підпрограми, реалізовані в системній програмі MONITOR, доступні для виклику із програми користувача. Таблиця П1 з інформацією про розміщення, функції й параметри підпрограм представлена в додатку.

Для виклику службової підпрограми в програмі користувача потрібно оголосити імя (необовязково співпадаюче з наведеним у табл. П1) і звязати його з адресою розміщення потрібної підпрограми.

Наприклад, для відображення 16-ричного значення в одній позиції семисегментного індикатора можна скористатися підпрограмою SSI_1p, розташованої за адресою 0900h. Для цього в програмі користувача потрібно звязати довільне імя із зазначеною адресою, а потім використати це імя як адреса виклику.

Дана підпрограма очікує а акумуляторі значення числа для відображення, а в регістрі DPTR - системна адреса необхідної позиції індикатора.

Використання системних переривань

У програмі користувача може бути реалізований повний доступ до системи переривань основного мікроконтролера AT89S8252. Штатна (підтримувана апаратно) таблиця векторів переривань реалізована в MONITOR-і по адресах 0003h, 000Bh, ... 002Bh. Ці вектора являють собою команди переходу на відповідні елементи таблиці векторів, розташовуваної в програмі користувача.

Оскільки програма користувача завжди повинна починатися з адреси 2000h, така структура таблиці векторів практично ідентична стандартної (зі зсувом 2000h).

Природно, у програмі користувача можуть бути оголошені тільки ті вектора переходу, які потрібні в конкретному завданні.

Модифікація й завантаження програми MONITOR

Зміна програми MONITOR рекомендується робити тільки у випадку гострої потреби.

Здійсненний код системної програми MONITOR розміщається у внутрішній (резидентної) памяті програм основного мікроконтролера AT89S8252, що технологічно реалізована як Flash-память.

При поставці УНМС-2 штатна версія програми MONITOR уже розміщена в Flash-памяті основного мікроконтролера AT89S8252, а файл із вихідним кодом програми входить у комплект поставки. При необхідності текст програми MONITOR може бути змінений кваліфікованим персоналом.

Після компіляції вихідного тексту програми повинен бути отриманий HEX-файл (для цього можна скористатися середовищем розробки INFO8051, що поставляється).

Для завантаження HEX-файлу програми MONITOR на згадку основного мікроконтролера потрібно виконати наступні дії:

1. Виключити живлення УНМС-2.

2. Відєднати верхню прозору панель корпуса УНМС-2, вивернувши шурупи по краях панелі. Потрібно дотримувати акуратності, тому що на панелі перебувають перемикачі для подачі дискретних сигналів зі сполучним шлейфом.

3. Сполучний кабель інтерфейсу SPI-51 (рознімання DB-25 маркіроване LPT, на другому кінці кабелю - технологічна розетка чорних кольорів з маркуванням SPI-51) підключити до LPT-порту ПЭВМ і технологічній вилці, розташованої ліворуч від основного мікроконтролера.

4. Включити живлення УНМС-2 і дочекатися закінчення стартового тесту й переходу в режим очікування програми користувача.

5. На ПЭВМ запустити програму AEC_ISP.exe.

6. У меню програми AEC_ISP вибрати пункт Load HEX-file і вказати імя потрібного файлу.

7. Вибрати пункт Program і простежити, щоб процес завантаження програми MONITOR і верифікації вмісту Flash-памяті мікроконтролера відбувся без збоїв.

8. Вибрати пункт Reset і перемкнути стан сигналу в Low.

9. Вибрати пункт Quit і завершити роботу із програмою AEC_ISP.

10. Нажати кнопку Скидання на верхній панелі УНМС-2. Система готова до роботи з новою програмою MONITOR.

11. Виключити живлення УНМС-2.

12. Відєднати кабель інтерфейсу SPI-51 від УНМС і від ПЭВМ.

13. Установити на місце верхню панель корпуса УНМС і закрутити шурупи. При установці верхньої панелі потрібно дотримувати акуратності, тому що на панелі перебувають перемикачі для подачі дискретних сигналів зі сполучним шлейфом.

14. Включити живлення УНМС-2.

4. ЗВЯЗОК ПК З УНМС-2. ПРОЦЕС НАБОРУ, НАЛАГОДЖЕННЯ ТА ВИКОНАННЯ ПРОГРАМ КОРИСТУВАЧА

4.1 Інтегроване середовище програмування INFO8051

ИСП-51 служить для автоматизації процесу розробки й налагодження програмного забезпечення, розроблювального для мікроконтролерів серії MCS-51 (базової моделі ВЕ51, модифікацій ВЕ751, ВЕ31) і інтеграції всіх етапів розробки в рамках єдиного програмного продукту. Пакет працює під керуванням MS-DOS.

ИСП містить у собі текстовий редактор, компілятор з мови Асемблер МК51 і повноекранний відладчик на основі програмного емулятора виконання команд МК51 й імітатора ресурсів МК-системы. ИСП дозволяє також здійснювати натурне налагодження розроблювального ПО з використанням блоку ВСЭ, підключеного до ПЭВМ і прототипу створюваного цільового контролера.

При роботі з мікроконтролерним стендом ИСП використається для створення тексту прикладної програми, її компіляції й одержання файлу із двійковими кодами команд програми. Цей файл потім може бути завантажений на згадку МК-стенда й виконаний на реальній апаратурі. У деяких випадках можливе виконання автономного тестування фрагментів прикладної програми для МК-стенда засобами ИСП.

Запуск ИСП на виконання здійснюється через файл "asm.com".

4.1.1 Текстовий редактор

Текстовий редактор служить для набору тексту програми мовою Асемблер МК51 і роботи з текстовими файлами (файли в кодах ASCII). Редактор представляє користувачеві стандартний набір сервісних функцій редагування.

У верхній частині екрана розташовується рядок головного меню редактори, що містить такі пункти:

? Files - робота з файлами (пошук, збереження, відкриття, печатка й т.д.);

? Assembler - ассемблірування в машинні коди вихідного тексту програми з можливістю одержання файлу лістінга компіляції, двійкового файлу з машинними кодами МК51, а також завантаження зовнішнього двійкового файлу;

? Emulator - вибір способу налагодження програми (убудований відладчик-емулятор, зовнішній внутрисхемний емулятор);

? Options - настроювання деяких параметрів ИСП;

? Quit - завершення роботи з ИСП.

У нижній частині екрана розташовується рядок допомоги, що містить "гарячі клавіші", застосовувані в редакторі:

F1 - вікно допомоги редактори;

F2 - збереження вмісту вікна редагування у файл на диск;

F3 - завантаження нового текстового файлу (новий файл зручно також завантажувати, використовуючи пункт головного меню Files - Directory);

F4 - компіляція ассемблеpного тексту з поточного відкритого файлу;

F5 - налагодження скомпільованої програми в програмному емуляторі;

F7 - налагодження програми на внутрисхемному емуляторі (ВСЭ);

F10 - виклик головного меню;

Esc - завершення роботи з ИСП або скасування операцій читання/запису.

Для переміщення курсору по тексту програми застосовуються стандартні клавіші керування ("стрілки", PageUp, PageDown, Home, End).

4.1.2 Компіляція програми

Для компіляції програми, що перебуває у вікні редагування, варто нажати клавішу F4. При повторному натисканні клавіші F4 або будь-яка алфавітно-цифрова клавіші виконується повернення у вікно редактора. Якщо убудований компілятор ASM-51 виявить у тексті програми помилку, то подається звуковий сигнал, і в нижній частині екрана зявляється повідомлення про помилку. Компілятор видає повідомлення про першу виявлену помилку, після виправлення якої послідовно будуть виявлені інші.

Варто памятати, що компілятор перевіряє синтаксичну правильність побудови рядків програми (команд, операндів, коментарів), а також попередній опис всіх використовуваних у програмі символічних імен і наявність міток, на які виконуються посилання. Правильність розміщення кодів команд і даних у памяті, неперетинанність сегментів не контролюються. Помилки такого роду можуть бути виявлені в процесі налагодження програми.

При відсутності помилок користувачеві представляється лістінг компіляції (дамп програми) із вказівкою адрес розміщення в памяті МК-системы й кодів машинного подання всіх команд і даних. Цей лістінг може бути збережений у файлі на диску (пункт меню Assembler - Listing).

4.1.3 Робота із програмним емулятором

Програмний емулятор імітує виконання програми користувача при відсутності реальної МК-системы. З його допомогою виробляється автономне налагодження відкомпільоpованої програми. Емулятор активізується натисканням функціональної клавіші F5 або через пункт меню Emulator - Simulator.

Емулятор надає користувачеві доступ до всіх ресурсів МК і системи на його основі, дозволяє відслідковувати виконання програми, оперативно змінювати з метою налагодження вміст комірок памяті (всі фізичні області) і регістрів. Налагодження виконується у відносному часі. Вид екрана емулятора показаний на мал.3.

В емуляторі діють наступні функціональні клавіші, представлені в нижньому рядку підказки:

F1 - допомога;

F2 - виконання однієї поточної команди (покроковий режим налагодження);

F3 - запуск програми з поточної адреси до крапки останова;

F4 - завдання або перегляд крапок останова;

F6 - перегляд останніх 16 виконаних команд (траса програми);

F7 - перехід у режим внутрисхемного емулятора (діє тільки при підключенні блоку ВСЭ до персонального компютера);

F8 - скидання (обнуління) емулюємого процесора МК51;

F9 - скидання лічильника виконаних машинних циклів у нульове значення;

F10 - виклик меню;

Esc - вихід в асемблер/редактор.

Перемикання між вікнами (вибір активного вікна) здійснюється послідовним натисканням клавіші Tab (Shift+Tab - перехід в іншу сторону).

Налагодження в покроковому або автоматичному режимі можуть вироблятися незалежно від поточного активного вікна.

При кожнім натисканні клавіші F2 (покроковий режим) імітується виконання однієї поточної команди. При цьому користувач може за своїм розсудом змінювати вміст всіх регістрів емулюємого мікроконтролера (крім PC) і комірок памяті (областей РПД і ВПД), а також імітувати подачу вхідних сигналів на лініях портів P1, P2, P3 й P4.

У режимі автоматичної емуляції після натискання клавіші F3 імітується виконання програми користувача від поточної команди до крапок останова (якщо такі задані). У цьому режимі ручна зміна вмісту регістрів і комірок памяті не допускається. Користувач може імітувати надходження зовнішніх сигналів переривань й імпульсів на рахункових входах таймерів. Для коректного останова автоматичної емуляції користувач обовязково повинен указати принаймні одну крапку останова. Автоматична емуляція також припиняється при натисканні клавіші Esc.

У вікні Вибір типу відображуваної памяті дані назви різних областей памяті МК51 (ROM - ВПП, RAM - ВПД, InROM - РПП, SFRAM - РПД ), ліворуч і праворуч від яких перебувають стрільці-покажчики. За допомогою клавіш керування курсором здійснюється вибір типу памяті для 1-го й 2-го вікон дампа памяті.

У вікні дизассемблірування керування здійснюється за допомогою наступних комбінацій клавіш:

Ctrl-Enter- перехід до вікна дизассемблера;

Enter- ассемблірування уведеної команди по поточній адресі;

Ctrl+C- очищення поля команди;

Ins- вставка пробілу в позицію курсору;

Del- видалення символу з позиції курсору.

Крайні ліворуч чотири цифри у вікні - адреса, з якого починається команда, що перебуває в цьому ж вікні праворуч. Якщо потрібно перейти на команду по конкретній адресі, то необхідна адреса можна набрати ліворуч у позиціях адреси, і тоді праворуч зявиться потрібна команда. Команди у вікні дизассемблірування можна редагувати, але це не приводить до зміни вихідного тексту.

У вікні регістрів виводиться вміст регістрів мікроконтролера (регістрів активного банку й РСФ). Оскільки всі регістри мають зарезервовані символічні імена в мові Асемблер, то використання в програмах чисельних значень адрес не вітається.

Уміст регістрів може оперативно коректуватися користувачем у ході покрокового налагодження й, природно, змінюється в результаті виконання тих або інших команд програми.

Вікна відображення вмісту області памяті (дампа памяті) дозволяють переглядати й оперативно змінювати вміст будь-якого осередку в будь-якій фізичній області (ВПП, ВПД, РПП, РПД). У цих вікнах діють клавіші керування курсором, а також клавіші Home, End, PageUp, PageDown.

Для швидкого переходу на осередок з потрібною адресою можна набрати ця адреса у верхньому рядку адресної колонки. Рекомендується набирати адреса з останньою цифрою "0", щоб не порушувати структуру відображення памяті.

У вікні вхідних сигналів зазначені значення сигналів, що подаються на зовнішні виводи мікроконтролера: in0, in1, in2, in3 - для портів P0, P1, P2, P3 відповідно, RST - сигнал скидання мікроконтролера, -EA - сигнал відключення резидентної памяті програм. Значення цих сигналів можуть бути змінені користувачем у ході покрокового налагодження, чим імітується надходження сигналів від зовнішнього встаткування.

Вікно лічильника команд PC ... представляє інформацію про поточний уміст регістра PC, а також кількості виконаних машинних циклів (на жаль, у шістнадцятирічній системі числення) і стані внутрішніх шин МК. Значення регістра PC модифікується при покроковому й автоматичному налагодженні. Уміст цього вікна не підлягає редагуванню.

Після запуску автоматичної емуляції виконання програми натисканням клавіші F3 можлива імітація подачі деяких вхідних сигналів для мікроконтролера за допомогою функціональних клавіш:

F4 - подача сигналу Int0 (імітується перехід з 1 в 0);

F5 - подача сигналу Int1 (імітується перехід з 1 в 0);

F6 - подача сигналу T0 (імітується перехід з 1 в 0);

F7 - подача сигналу T1 (імітується перехід з 1 в 0);

F8 - подача сигналу скидання RST.

При автоматичній емуляції (натискання F3) обновляється тільки інформація про номер поточного машинного циклу процесора й поточному значенні PC. Останов емуляції програми виконується натисканням Esc, після чого обновляється вся інша інформація (дампы памяті, вікно регістрів, вікно дизассемблірування) за станом на момент виконання останньої команди. Автоматична емуляція може також бути перервана при досягненні заданої користувачем крапки (адреси) останова.

Крапки останова задаються до запуску емуляції програми. При натисканні клавіші F4 викликається вікно, у якому можна задати до 10 адрес останова у вигляді шістнадцятирічних чисел. Клавіша "пробіл"дозволяє активізувати або скидати крапки останова, а при натисканні клавіші End можна задати умова останова (докладніше див. убудовану допомогу ИСП). Вихід з режиму завдання крапок останова - по натисканні Esc.

При натисканні клавіші F10 активізується меню, у якому є пункт "Вивантаження". Вибір цього пункту дозволяє записати у файл уміст будь-якої ділянки ОЗУ (ВПД) або ПЗУ (ВПП або РПП) у двійковому або текстовому шістнадцятирічному виді.

Користувач може перемикатися між режимом перегляду лістінга компіляції й вікном відладчика-емулятора. Це зручна властивість системи дає можливість відслідковувати процес емуляції практично по вихідному тексті програми, а не тільки по вмісту вікна дизассемблірувания. Можна також оперативно коректувати вихідний текст програми, але варто памятати, що уведені зміни вплинуть на процес емуляції тільки після компіляції, але перейти у вікно відладчика можна безпосередньо з вікна редактора.

4.1.4 Додаткові рекомендації з роботи з ИСП

Текстовий редактор є багатооконним, хоча номер активного вікна не відображається й перемикання між вікнами неможливо. Таким чином, при завантаженні в редактор нового файлу варто усвідомлено вибирати форму завантаження ("Замінити"/"Додати"). При виборі пункту "Додати" новий файл читається в нове вікно. При виході із системи по натисканні Esc будуть закриватися послідовно всі вікна з файлами до першого завантаженого файлу.

При виборі пункту головного меню Files - Directory активізується підсистема керування файлами. У ній можливі такі дії, як пошук файлу по каталогах на диску, зміна диска, завдання фільтра для пошуку, видалення файлу або директорії й т.п.

Якщо необхідно "зібрати" у текстовому редакторі програму з декількох файлів, то для їхнього послідовного завантаження варто використати пункт головного меню Files - Include text. При виборі цього пункту вміст заданого файлу уставляється в редактор після поточного рядка.

Для переходу з перегляду лістінга компіляції в редактор варто користуватися клавішею F4. Натискання клавіші Esc приводить до виходу з ИСП.

Програма MCS_Loader

Програма-завантажник MCS_Loader призначена для завантаження двійкового файлу здійсненних кодів функціональної програми користувача на згадку програм універсальної керуючої мікроконтролерній системи УНМС-2 через послідовний інтерфейс у стандарті RS-232.

Запуск програми-завантажника MCS_Loader виконується через файл MCS_Loader.exe. При запуску виробляється ініціалізація Сома-порту ПЭВМ. У випадку неможливості доступу до Сома-порту видається повідомлення.

Інтерфейс користувача програми MCS_Loader

Всі елементи керування процесом завантаження розміщені в одному вікні програми.

На лівій панелі відображається список доступних двійкових файлів з розширенням .bin, які були знайдені при запуску програми в поточній директорії. Тому рекомендується розміщати програма-завантажник у тій директорії, у якій створені використовувані двійкові файли.

Під панеллю двійкових файлів розташована кнопка Знайти файл, при натисканні на яку викликається стандартний діалог відкриття файлу. У такий спосіб можна вказати двійковий файл, розташований не в директорії програми-завантажника.

Права панель вікна програми містить елементи керування пересиланням даних на ПЭВМ.

Відразу після запуску програми необхідно вказати Сома-порт, що буде використатися в цьому випадку. За замовчуванням заданий СОМ2.

При виборі двійкового файлу зі списку в поле Поточний двійковий файл відображається повний шлях до обраного файлу, а також кількість байт інформації в цьому файлі.

У нижнім полі відображається вміст обраного двійкового файлу у вигляді 16-ричных кодів.

Кнопка Прочитати повторно дозволяє обновити файл, завантажений у програму MCS_Loader, якщо він був обновлений (перекомпильован) без закриття програми-завантажника.

Кнопка Відправити ініціює процес пересилання байтів двійкового файлу через обраний Сома-порт на УУМС. Праворуч від кнопки Відправити розташований індикатор процесу пересилання.

У поле Десяткове подання байта можна задати довільне значення від 0 до 255 (байт), а за допомогою кнопки Відправити байт - переслати цей єдиний байт на УУМС. Дана можливість використається з метою тестування каналу звязку ПЭВМ - УУМС.

По кнопці Прийняти відкривається додаткове вікно графічного відображення даних, прийнятих від ПЭВМ у процесі роботи програми користувача. Дана можливість дозволяє організувати відображення даних з УУМС без написання додаткових програм обміну. Підтримується пересилання однобайтової або двухбайтової інформації й відображення по одному (один графік) або двом каналам (дві графіки). Вид вікна графічного відображення даних показаний на мал.2.

Кнопка Пуск ініціює прийом інформації від УУМС й її відображення. По кнопці Стіп процес прийому й відображення даних зупиняється. По кнопці Скидання виробляється очищення поля відображення.

Опція Сітка дозволяє включити або відключити координатну сітку на графіках.

Опція Усереднювати дозволяє включити або відключити режим усереднення прийнятих даних при відображенні. При включеній опції можна задати кількість крапок усереднення.

У поле Перо задається товщина ліній графіків у пікселах. За замовчуванням установлене значення 1 піксел.

4.2.2 Технологія роботи із програмою MCS_Loader

Після запуску програми MCS_Loader потрібно вибрати в списку двійковий файл для пересилання. Уміст файлу буде відображено в призначеному для цього поле.

Варто переконатися в наступному:

? кабель звязку по інтерфейсі RS-232 підключений до Сома-порту ПЭВМ і розніманню RS-232 мікроконтролерній системи;

? УУМС перебуває в режимі прийому програми користувача, що супроводжується " вогнем, що біжить," на лінійці світодіодів; для перекладу УУМС у цей режим варто нажати кнопку Скидання на верхній панелі корпуса УУМС.

Для завантаження обраного файлу на згадку УУМС потрібно нажати кнопку Відправити. При цьому активізується індикатор процесу пересилання, а завершення пересилання супроводжується коротким звуковим сигналом.

Системне програмне забезпечення УУМС у процесі прийому програми користувача відображає 16-ричное значення кожного прийнятого байта на двох правих семисегментних індикаторах.

При завершенні прийому на семисегментних індикаторах збережеться значення останнього прийнятого байта. Це значення можна зрівняти з останнім байтом файлу в інтерфейсі програми MCS_Loader й у такий спосіб переконатися в правильності передачі даних.

Режим пересилання одиночного байта можна використати для перевірки працездатності каналу звязку.

5 ТЕСТОВІ ПРОГРАМИ УНМС-2 ТА ІНДИВІДУАЛЬНІ ТЕСТІ

Програма BTN_LED.ASM

Призначення. Виконується циклічне читання стану перемикачів для завдання бітових сигналів (адреса 0FFF2h) і отримане двійкове число відображається на лінійці світодіодів (адреса 0FFF1h).

Елементи, що тестуються: перемикачі завдання бітових сигналів, лінійка світодіодів.

Керування програмою й візуальні ефекти. Після запуску програми в довільному порядку змінюйте стан восьми перемикачів на прозорій панелі УУМС-2. Верхнє положення кожного перемикача відповідає установці сигналу "1", а нижнє - сигналу "0". Поточний стан перемикачів відображається на лінійці світодіодів: сигнал "1" викликає світіння відповідного світодіода, сигнал "0" - гасіння світодіода. Відповідність перемикачів і світодіодів пряме: лівому перемикачу відповідає лівий світодіод і т.д. до правого перемикача й світодіода.

Програма BTN_SSI.ASM

Призначення. Виконується циклічне читання стану перемикачів для завдання бітових сигналів (адреса 0FFF2h) і отримане двійкове число використається для керування світінням сегментів чотирьох семисегментних індикаторів одночасно (адреси 0FFF7h - 0FFFAh).

Елементи, що тестуються: перемикачі завдання бітових сигналів, панель семисегментних індикаторів.

Керування програмою й візуальні ефекти. Після запуску програми в довільному порядку змінюйте стан восьми перемикачів на прозорій панелі УУМС-2. Верхнє положення кожного перемикача відповідає установці сигналу "1", а нижнє - сигналу "0".

Поточний стан перемикачів відображається синхронно на кожному із чотирьох семисегментних індикаторів: сигнал "1" викликає світіння відповідного сегмента, сигнал "0" - гасіння сегмента.

Коли всі перемикачі встановлені у верхнє положення, повинні світитися всі сегменти (у тому числі й крапки).

Дії програми повторюються циклічно до завершення програми користувачем.

Програма LCD.ASM

Призначення. Тестування 10-позиційного ЖК-дисплея (адреса 0FFF1h) шляхом послідовного виводу в позиції, починаючи з лівої, значень від 0 до 9.

Елементи, що тестуються: ЖК-дисплей.

Керування програмою й візуальні ефекти. Після запуску програми виробляється очищення ЖК-дисплея. Потім число 0 відображається першим у крайній лівій позиції. Далі з інтервалом в 1 с. послідовно в позиціях ліворуч праворуч відображаються числа 1, 2, 3 і т.д. до 9. Таким чином, після виконання програми всі позиції ЖК-дисплея задіяні й на ньому представлено: "0123456789".

Програма INT0_T0.ASM

Призначення. Перевірка реакції системи УУМС-2 на зовнішнє переривання INT0 для основного мікроконтролера й функціонування таймера T0 основного мікроконтролера при підрахунку зовнішніх імпульсів.

Елементи, що тестуються: система переривань і таймери основного мікроконтролера, панель семисегментних індикаторів.

Керування програмою й візуальні ефекти. Перед запуском програми встановите перемикач Переривання INT0 у верхнє положення. Положення перемикача Рахункові імпульси таймера Т0 байдуже.

Після запуску програми семисегментний індикатор погашений. Таймер Т0 запускається подачею переривання INT0. Для подачі переривання INT0 потрібно подати сигнал "0" перемикачем Переривання INT0, після чого повернути перемикач у положення "1" (переривання сприймається по зрізі, тобто по переходу "1-0"). При цьому на панелі семисегментних індикаторів відображається число "0".

За допомогою перемикача Рахункові імпульси таймера Т0 можна сформувати довільну кількість імпульсів для підрахунку таймером Т0. Один імпульс формується при подвійній зміні положення перемикача (наприклад "1-0-1", тобто перемкнути вниз, а потім нагору).

При повторному формуванні сигналу переривання INT0 таймер Т0 зупиняється, а на панель семисегментних індикаторів виводиться підрахована кількість імпульсів, що повинне збігатися з фактичною кількістю сформованих імпульсів.

При наступній подачі переривання INT0 таймер буде обнулен і знову включений, а на панелі індикаторів відобразиться "0". Після цього цикл підрахунку зовнішніх імпульсів може бути повторений.

Програма ADC_UP.ASM

Призначення. Тестування блоку багатоканального аналого-цифрового перетворювача в складі периферійного мікроконтролера ATmega16, а також перевірка протоколу обміну даними між основним і периферійним мікроконтролерами. Особливість тесту полягає в тому, що перевіряється спільна робота двох програм, виконуваних одночасно двома мікроконтролерами в складі УУМС-2.

Елементи, що тестуються: блок багатоканального аналого-цифрового перетворювача в складі периферійного мікроконтролера ATmega16, буферні елементи для взаємодії основного й периферійного мікроконтролерів, семисегментні індикатори, бітові перемикачі.

Керування програмою й візуальні ефекти. Програма периферійного мікроконтролера функціонує увесь час й очікує сигнал запиту даних PRRQ від основного мікроконтролера.

Після запуску програми ADC_UP на основному мікроконтролері виробляється читання стану бітових перемикачів і виділяється значення молодших трьох бітів (тобто можуть бути виділені значення від 0 до 7). Отримане число пересилається периферійному мікроконтролеру як команда, що забезпечується системним сигналом PRRQ (див. документ "Системна програма MPF"). Значення команди сприймається периферійним мікроконтролером як номер каналу блоку АЦП, сигнал з якого повинен бути перетворений у цифрову форму й переданий основному мікроконтролеру.

Безпосередній візуальний ефект може бути отриманий при завданні номера каналу 0, 1 або 3. При цьому по каналах 0 або 1 вхідний сигнал для АЦП варто задавати за допомогою потенціометрів АЦП вх.1 й АЦП вх.2 відповідно, розташованих на верхній панелі корпуса УУМС-2. При повному повороті ручки відповідного потенціометра на панелі семисегментних індикаторів можна спостерігати зміна значень від 0 до 255.

При завданні номера каналу 3 вхідний сигнал для АЦП приймається з виходу цифро-аналогового перетворювача (ЦАП). Для цього в програмі ADC_UP реалізоване формування циклічно наростаючого значення від 0 до 255 і видача його на блок ЦАП. На семисегментних індикаторах можна спостерігати відповідно циклічно наростаючі значення від 0 до 255.

Описані дії повторюються циклічно до завершення виконання програми користувачем.

Програма PWM.ASM

Призначення. Тестування блоку широтно-імпульсного генератора (ШІМ-генератора) у складі периферійного мікроконтролера ATmega16, а також перевірка протоколу обміну даними між основним і периферійним мікроконтролерами. Особливість тесту полягає в тому, що перевіряється спільна робота двох програм, виконуваних одночасно двома мікроконтролерами в складі УУМС-2.

Елементи, що тестуються: блок ШІМ-генераторів на основі таймера Т1 у складі периферійного мікроконтролера ATmega16 (вихідні лінії PWM0 й PWM1), буферні елементи для взаємодії основного й периферійного мікроконтролерів, семисегментні індикатори, бітові перемикачі.

Керування програмою й візуальні ефекти. Програма периферійного мікроконтролера функціонує увесь час й очікує сигнал запиту даних PRRQ від основного мікроконтролера.

Після запуску програми PWM на основному мікроконтролері виробляється посилка команди "8" (користувач може змінити у вихідному тексті це значення на "9"). Команда "8" означає посилку даних для ШІМ-генератора з виходом PWM0 ("9" - для PWM1).

Далі зчитується стан бітових перемикачів, і отриманий код передається периферійному мікроконтролеру як відносне значення ширини формованих імпульсів (0 - відсутність імпульсів, 255 - максимальна довжина імпульсів, рівна періоду їхнього проходження).

Період проходження ШІМ-імпульсов становить 0.5 мс (частота 2 кгц) і не може бути змінений у процесі виконання програми. Для зміни значення періоду варто змінювати настроювання таймерів у тексті програми.

Стан бітових перемикачів відображається на лінійці світодіодів, а значення шпаруватості імпульсів, розраховане на основі коду з перемикачів, представляється на панелі семисегментних індикаторів у процентному вираженні (значення від 0 до 100).

Спостерігати вихідний ШІМ-сигнал по каналі PWM0 можна при підключенні вимірювального шлейфа осцилографа до BNC-коннектору з маркуванням ШИМ, розташованому на задній панелі корпуса УУСМ-2.

Програма DAC.ASM

Призначення. Перевірка блоку цифро-аналогового перетворювача.

Елементи, що тестуються: Блок ЦАП, бітові перемикачі, лінійка світодіодів

Керування програмою й візуальні ефекти. Після запуску програми формується значення однобайтового числа, що видається на блок ЦАП для перетворення урівень аналогового сигналу, а двійковий код цього числа відображається на лінійці світодіодів. Значення числа формується шляхом інкремента від 0 до 255 з тимчасовим кроком 50мс, повний цикл становить близько 13 з, після чого набір значень повторюється. Вихідний сигнал ЦАП відповідно змінюється від 0 до 2,5У при установці бітового перемикача "7" на лінійці перемикачів у нижнє положення ("0").. Перевірка формування вихідного сигналу ЦАП негативної полярності від 0 до -2,5У забезпечується при установці бітового перемикача "7" на лінійці перемикачів у верхнє положення ("1").

Вихідний сигнал ЦАП можна спостерігати на осцилографі при підключенні вимірювального шлейфа до BNC-коннектору з маркуванням ЦАП, розташованому на задній панелі корпуса УУСМ-2.

Програма COUNT_T0.ASM

Призначення. Перевірка взаємодії генератора низькочастотних імпульсів у складі УУМС-2 і таймери Т0 основного мікроконтролера - вимір частоти імпульсів від генератора.

Елементи, що тестуються: Генератор НЧ, таймери Т0 і Т1

Керування програмою й візуальні ефекти. Перед запуском програми необхідно переставити перемичку J18 (середня по розміщенню на платі) у праве положення (див. посібник з експлуатації УУМС-2), що забезпечує подачу імпульсів від генератора на рахунковий вхід таймера Т0 основного мікроконтролера.

Після запуску програми виконується настроювання таймерів Т0 і Т1 основного мікроконтролера: таймер Т0 використається як 16-бітовий лічильник, таймер Т1 - як 16-бітовий таймер, що реалізує інтервал часу 50 мс. Програмно забезпечується вимірювальний інтервал тривалістю 1 с., протягом якого таймер Т0 підраховує кількість імпульсів від генератора. Після закінчення інтервалу підрахована кількість відображається на панелі семисегментних індикаторів, і вимірювальний цикл повторяться знову.

У ході роботи програми можна змінювати частоту генерації за допомогою потенціометра Fген, розташованого на верхній панелі корпуса УУМС-2. Результат вимірів відповідно повинен змінюватися. Відображуване числове значення фактично відповідає частоті генеруємих імпульсів, вираженої в герцах.

Програма BTN_LED.ASM з індивідуальним удосконаленням

Призначення. Виконується циклічне читання стану перемикачів для завдання бітових сигналів (адреса 0FFF2h) і отримане двійкове число відображається на лінійці світодіодів (адреса 0FFF1h) чотирма різними способами:

- число відображається відповідно с бітовими значеннями;

- старша тетрда числа відображається відповідно с бітовими значеннями, а молотша тетрода - відповідно з інверсними значеннями;

- старша тетрда числа відповідно з інверсними значеннями, а молодша тетрода - відображається відповідно с бітовими значеннями;

- число відображається відповідно з інверсними значеннями бітів.

Кожний спосіб візуалізації триває 10 секунд, протягом яких можно задавати різні значення перемикачів.

6. ПРОГРАМИ ТИПОВИХ ПРОЦЕДУР

1. Передати вміст буфера резидентної памяті даних по непрямій адресі з R0. Алгоритм програми представления на рисунку 6.1

Рисугок 6.1 - Алгоритм для програми 1

Текст програми: