Розробка мікропроцесорного пристрою системи автоматичного регулювання

Виконання даної курсової роботи присвячене розробці мікропроцесорних пристроїв систем автоматизованого проектуваня. Загальний обсяг роботи становить 40 сторінки. В даній курсовій роботі є 14 рисунків та 5 таблиць. Для виконання роботи викоритано 9 літературних джерел плюс методичка по оформленню курсової роботи. За своєю структурою вона ділиться на 7 частин, кожна з яких відповідає певному завданню, що перераховані

вище. Виконання курсової роботи присвячене для реалізації наступної мети: 1. поглиблення теоретичних знань, технічних і програмних засобів мікропроцесорних пристроїв; 2. розвиток навиків самостійної розробки загальної структури МПП з аналогово-цифровим і цифро-анлоговим перетворенням інформації, побудови принципових схем окремих вузлів принципів, розробки та відлагодження програмного

забезпечення на мові асамблеру мікропроцесора КР580ВМ; 3. набуття навиків роботи з технічною та довідниковою літературою з питань реалізації ряду вузлів МПП, вибору аналого-цифрового і цифро-аналогово перетворювачів (АЦП і ЦАП), використання стандартних підпрограм з прикладного програмного забезпечення МП КР580ВМ80. ЗМІСТ Специфікації 6 ВСТУП 1. ПОБУДОВА

ЦИФРОВОГО ФІЛЬТРА 1.1 Побудова аналогової схеми 2. Структурна схема МП-пристрою 3. Алгоритм функціонування МП-пристрою 3.1 Схема алгоритму функціонування МПП як цифрового фільтру, що визначається заданим рівнянням 15 3.2 Вибір структури представлення даних 18 4. Вибір АЦП і ЦАП 20 4.1 Вибір АЦП 20 4.2 Вибір ЦАП 25 5.

Програма вводу інформації через АЦП і виводу через ЦАП 6. Програма цифрової обробки інформації. 30 6.1 Оцінка верхньої граничної частоти фільтру 7. Опис фрагменту принципової схеми реалізації системного контролера. 33 Висновок 38 Список літератури 39 Додатки 40 СПЕЦИФІКАЦІЇ Абревіатура Значення АЦП БЕ ВІС ГТІ ДШВ/В

ДШП ДОН ЗП КН МК МП МПП МПС ОЗП ПЗП ПІ ПП ППІ РКС РПН СК СШ ТГ ША ШД ШК ШФ ЦАП ЦП ЦФ - аналогово-цифровий перетворювач - буферний елемент - велика інтегральна схема - генератор тактових імпульсів (див. ТГ) - дешифратор каналів вводу/виводу - дешифратор адрес пам’яті - джерело опорної напруги - запам’ятовуючий пристрій - компаратор напруги - мікроконтролер - мікропроцесор - мікропроцесорний пристрій - мікропроцесорна

система - оперативний запам’ятовуючий пристрій - постійний запам’ятовуючий пристрій - підсилювач-інвертор - підпрограма - паралельний програмований інтерфейс - регістр керуючого слова - регістр послідовних наближень - системний контролер - системна шина - тактовий генератор (див. ГТІ) - шина адрес - шина даних - шина керування - шифратор - цифро-аналоговий перетворювач - центральний процесор - цифровий фільтр

ВСТУП Термін “мікропроцесор”, звичайно, несе певну інформацію про пристрій, названий таким іменем. Це пристрій для обробки даних. На відміну від стандартного ЦП логічні схеми МП реалізовані на одній або декілька ВІС, а так як останній також називаються мікросхемами, то стає зрозумілим походження терміна “мікропроцесор”. Очевидно, що обробка даних – одна із головних функцій

МП, яка включає як і маніпулювання так і обрахунок даних. Іншою функцією МП є управління системою. Схеми управління дозволяють декодувати і виконувати програми – набір команд для обробки даних. Робота мікропроцесора складається з наступних кроків: спочатку вибирається команда, потім логічна схема її декодує, після чого здійснюється виконання цієї команди.

Також відбувається обмін інформацією з зовнішніми пристроями, які під’єднані до мікропроцесора. Мікропроцесори являють собою цифрові великі інтегральні схеми (ВІС), призначені для виконання простих операцій, інакше названих командами, що зчитуються і здійснюються послідовно з великою швидкістю. До числа внутрішніх схем мікропроцесора відносяться багаторозрядні регістри, рівнобіжні тракти даних, буфери для підключення зовнішніх пристроїв, багато¬функціональні

схеми, логічні схеми синхронізації і керування. Багатофункціональні схеми придназначені для реалізації простих арифметичних і логічних дій над двійковими числами, що знаходяться в регістрах процесора, і пересилок даних як усередині процесора, так і між ним і зовнішніми пристроями. Схеми синхронізації і керування задають порядок дій процесора, для виконання функцій синхронізації їм необхідні тактові імпульси, що постійно поступають.

Розвиток інтегральної технології і схемотехніки цифрових електронних схем призвів до появи інтегральних мікросхем із великою і дуже великою ступенями інтеграції (ВІС і ДВІС), що містять на однім кристалі (в однім корпусі) декілька десятків тисяч, а в останніх розробках сотні тисяч елементарних транзисторів. На основі таких схем в останні роки вдалося створити мікропроцесори функціонально закінчені, що управля¬ються

збереженою в пам'яті програмою (здебільшого малороз¬рядні) пристрої опрацювання цифрової інформації, виконані у виді однієї або декількох ВІС або ДВІС. Мікропроцесорні засоби використовуються у виді мікро¬процесорних комплектів інтегральних мікросхем, що мають єдине конструктивно-технологічне виконання і призначених для спільного застосування. Мікропроцесорний комплект крім самого мікропроцесора містить

мікросхеми, що підтримують функціону¬вання мікропроцесора і розширюють його логічні можливості. Мікроконтролер являє собою логічний автомат з високим ступенем детермінованості, який допускає небагато варіантів в його системному включенні. В пристроях управління об’єктами мікроконтролери розглядаються у вигляді сукупності апаратно-програмних засобів. При проектуванні мікроконтролерів треба вирішувати одну з найскладніших задач розробки: задачу

оптимального розподілу функцій між апаратними засобами і програмним забезпеченням. Рішення такої задачі ускладнюється тим, що взаємоз’язок і взаємодія між апаратними і програмними засобами динамічно змінюються. В даний час розповсюджена така методологія, при якій весь цикл розробки мікроконтролера поділяють на три фази: 1) аналіз задачі і вибір апратних засобів;

2) розробка прикладного програмного забезпечення; 3) комплексування апаратних засобів і програмного забезпе¬чення; Цифро-аналоговим перетворювачем (ЦАП) називають пристрій, що генерують вихідну аналогову величину, яка відповідає цифровому коду, що поступає на вхід перетворювача. Цифро-аналогові перетворювачі використовуються для узгодження ЕОМ з аналоговими пристроями. Дана курсова робота присвячена розробці

ЦФ по заданому рівнянню. Її виконання поділено на етапи, кожен з яких висвітлює ту частину реалізації, яка описується. 1. ПОБУДОВА ЦИФРОВОГО ФІЛЬТРА Кожний неперервний сигнал, що представляється змінною в часі напругою, характеризується своїм спектром частот. Будь-яка частота або полоса частот може бути посилена, послаблена, виключена або виділена фільтрацією. Фільтрація – це процес зміни спектра частот сигнала.

Прикладом фільтрації сигналів може служити виключення шумів, визваних недосконалістю каналів передачі, розділення двох або більше сигналів, спеціально змішаних для збільшення пропускної здатності канала зв’язку, демодуляція сигналів. Будь-який неперервний сигнал, спектр якого обмежений верхніми частотами, може бути представлений у вигляді послідовності своїх значень, що розділені один від одного проміжками часу . Цифровий фільтр – пристрій, який дозволяє перетворити дискретизований сигнал x(t) у

інший y(t). Це цифрова схема для зміни частотного спектра дискретних сигналів. Цифровий фільтр може бути реалізований як апаратурно, так і програмно. При апаратурній реалізації необхідними схемними елементами є перемножувачі, суматори і елементи затримки [1].