Розробка мікропроцесорного пристрою системи автоматичного регулювання

Міністерство освіти України

Державний університет
“Львівська політехніка”

Комп’ютерний факультет

Кафедра систем автоматизованого проектування

до курсової роботи

з дисципліни “Електронні обчислювальні машини
і мікропроцесорні системи”

на тему: Розробка мікропроцесорного пристрою
системи автоматичного регулювання

Львів

1998

Державний університет
“Львівська політехніка”

Кафедра САП

Дисципліна “Електронні обчислювальні машини і мікропроцесорні системи”

Спеціальність “Інформаційні системи та мережі”

Курс IV Група ІСМ-41 Семестр 7

Завдання

на курсову роботу студента

Шаховської Н. Б.

1. Тема проекту: “Розробка мікропроцесорного пристрою системи автоматичного регулювання ”

2. Термін здачі проекту: 16.12.1998

3. Вихідні дані для проекту.

Останні цифри залікової книги: mn=07. За формулою

визначаємо

k=18 l=8; рівняння –

k=3 l=1; розрядність АЦП – 8;

k=2 l=1; вхідний сигнал – однополярний невід’ємний;

k=9 l=8; організація обміну з АЦП – через переривання RST 7;

k=7 l=2; вид функціонального вузла – системний контролер з використанням КР580ВК28.

4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки:

1) Для заданого рівняння систем в регулювання здійснити йoгo часткову дискретизацію і отримати відповідне рівняння цифрового фільтра (ЦФ). Побудувати аналогову схему, яка описується заданим рівнянням.

2) Скласти і детально описати структурну схему МПП з врахуванням особливостей індивідуального завдання.

3) Скласти схему алгоритму функціонування МПП. Вибрати структуру представлення даних при заданій розрядності АЦП, який здійснює дискретизацію і квантування вхідного сигналу.

4) У відповідності з індивідуальним завданням вибрати типи АЦП і ЦАП. Скласти і описати принципові схеми підключення АЦП і ЦАП до МПП. Нарисувати часову діаграму роботи АЦП.

5) Скласти на мові асемблеру мікропроцесора КР580ВМ80 програму вводу інформації через АЦП і виводу через ЦАП.

6) Скласти програму відповідної цифрової обробки інформації. Оцінити верхню граничну частоту ЦФ.

7) Скласти і детально описати фрагмент принципової схеми реалізації функціонального вузла, вказаного в індивідуальному завданні.

5. Перелік графічного матеріалу

Принципова схема електрична МПП

6. Дата видачі: 15.9.1998

Календарний план

Анотація

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:

поглиблення теоретичних знань, технічних і програмних засобів мікропроцесорних пристроїв;

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;

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

Державний університет
“Львівська політехніка” 2

Анотація 4

ЗМІСТ 5

специфікації 6

ВСТУП 7

1. ПОБУДОВА ЦИФРОВОГО ФІЛЬТРА 9

1.1 Побудова аналогової схеми 10

2. Структурна схема МП-пристрою 13

3. Алгоритм функціонування МП-пристрою 15

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 28

6. Програма цифрової обробки інформації. 30

Основна програма: 31

6.1 Оцінка верхньої граничної частоти фільтру 32

7. Опис фрагменту принципової схеми
реалізації системного контролера. 33

висновок 38

Список літератури 39

додатки 40

специфікації

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, багато­функціональні 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 управля­ються збереженою в пам'яті програмою (здебільшого малороз­рядні) пристрої опрацювання цифрової інформації, виконані у виді однієї або декількох ВІС або ДВІС.

Мікропроцесорні засоби використовуються у виді мікро­процесорних комплектів інтегральних мікросхем, що мають єдине конструктивно-технологічне виконання і призначених для спільного застосування. Мікропроцесорний комплект крім самого мікропроцесора містить мікросхеми, що підтримують функціону­вання 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 забезпе­чення;

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.

Похожие работы

Система автоматичного регулювання (САР) турбіни атомної електростанції

Скачать

199387

21

11

... , звитих в плоскі спіралі. Кінці спіралей приварені до трьох роздаючих і до трьох колекторних труб. 2. Призначення, склад, технічні характеристики системи автоматичного регулювання 2.1 Призначення системи автоматичного регулювання Система автоматичного регулювання (САР) турбіни виконується електрогідравлічною і структурно складається з електричної і гідравлічної частин, робота яких взає ...

Розробка, дослідження системи керування на основі нейронної мережі

Скачать

162243

21

52

... випадків, аварій, а з цим і простоїв на підприємстві, укріпити та створити культуру трудової діяльності. Виконання та розробка дипломного проекту “ Розробка дослідження системи керування електроприводом змінного струму дизель-потягу з використанням нейронних мереж ” відбувається за допомогою комп'ютера, тому питання охорони праці розглядаються щодо забезпечення здорових і безпечних умов роботи ...

Мікропроцесорна система для підрахунку готової продукції

Скачать

32323

3

14

... дображення стану систем і т. п. В курсовому проекті я розробляю лічильник, який рахує число людей. 1.Основна частина   1.1 Розробка технічного завдання Загальні відомості: Мікропроцесорній пристрій, який рахує число імпульсів готової продукції. Призначення розробки: розробка МПС з навчальною метою. Вимоги до МПС: Тип МК ATtiny2313, індикація на 2 розряда, число імпульсів – 10, індикац ...

Автоматизована система керування заводу по виготовленню цегли

Скачать

59291

8

18

... ів визначається технічними вимогами, що пред'являються до процесу вимірювання температури.Термопара (термоелектричний перетворювач) складається з двох з'єднаних на одному з кінців провідників, виготовлених із металів, що володіють різними термоелектричними властивостями. Рис.13. Термопара(схеми) З'єднані кінці, які звуться робочим спаєм, опускають у вимірюване середовище, а вільні кінці ( ...