Автор работы: Пользователь скрыл имя, 14 Ноября 2011 в 09:48, курсовая работа
Формирователь сигналов работает следующим образом: импульсы с выхода генератора с периодом следования поступают на 4-х разрядный счетчик, который с каждым импульсом изменяет свое состояние на единицу. На выходах счетчика формируются заданные последовательности четырехразрядных сигналов . Затем, с помощью преобразователя кодов, эти последовательности преобразуются в восьмиразрядные последовательности сигналов , которые управляют работой ЦАП. С выхода ЦАП снимается пропорциональное входным восьмиразрядным последовательностям аналоговое напряжение заданной величины и формы .
1. Задание на выполнение курсовой работы. 4
2.1. Определение цифровых последовательностей на входах ЦАП. 5
2.2.Синтез преобразователя кода. 7
2.3. Синтез счётчика импульсов. 10
2.4. Выбор и расчет генератора тактовых импульсов. 13
2.5. Выбор схемы ЦАП. 14
2.6. Составление полной принципиальной схемы формирователя. 15
2.7. Расчет задержки распространения сигналов и потребляемой мощности. 16
Такое большое количество тактов требует введения в алгоритм блока временной задержки (блок 3), который должен формировать нужный временной интервал Тс.
Кроме
этого нужно предусмотреть
Составим таблицу исходных данных для дальнейшего проектирования.
Определим начальный адрес размещения массива кодов сигналов в ОЗУ , определяется соотношением с округлением до большего четного числа
Определим значение диапазона адресов устройств ввода-вывода определяется по формуле с округлением до большего числа кратного восьми
после округления получим:
ABC=512; | ||||
i Номер кодовой комбинации | Адреса ячеек ОЗУ | Содержимое ячеек ОЗУ | Примечание | |
HEX | BIN | HEX | ||
0 | 00280 | 00001001 | 09 | M(0) |
0 | 00282 | 01101101 | 6D | Y(0) |
1 | 00284 | 00001000 | 08 | M(1) |
1 | 00286 | 01011011 | 5B | Y(1) |
2 | 00288 | 00000111 | 07 | M(2) |
2 | 0028A | 01001001 | 49 | Y(2) |
3 | 0028C | 00000110 | 06 | M(3) |
3 | 0028E | 00110110 | 36 | Y(3) |
4 | 00290 | 00000101 | 05 | M(4) |
4 | 00292 | 01000000 | 40 | Y(4) |
5 | 00294 | 00000100 | 04 | M(5) |
5 | 00296 | 01001001 | 49 | Y(5) |
6 | 00298 | 00000011 | 03 | M(6) |
6 | 0029A | 01010010 | 52 | Y(6) |
7 | 0029C | 00000010 | 02 | M(7) |
7 | 0029E | 01011011 | 5B | Y(7) |
8 | 002A0 | 00000001 | 01 | M(8) |
8 | 002A2 | 01100100 | 64 | Y(8) |
9 | 002A4 | 00000000 | 00 | M(9) |
9 | 002A6 | 01101101 | 6D | Y(9) |
10 | 002A8 | 00001111 | 15 | M(10) |
10 | 002AA | 01110110 | 76 | Y(10) |
Таблица
4. Исходные данные для
проектирования
3.2.
Определение управляющего
слова.
Назначение разрядов управляющего слова показано на рис.10. С помощью этого рисунка определим управляющее слово, которое будет использоваться для инициализации ППИ. Для формирования заданных сигналов целесообразно использовать основной режим ввода-вывода – режим “0”.
Для нашего варианта, коды счетчика M(i) = Q4Q3Q2Q1 выводятся в порт С, коды, управляющие работой ЦАП, Y(i) = Y8Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1 выводятся в порт B, а порт A используется для ввода сигналов внешнего управления X1 и Х2. Следовательно, в соответствии с рис.10, разряды управляющего слова, используемого для установки режимов портов, будут такими:
1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
После
перевода в шестнадцатеричный код
получим управляющее слово 90H.
3.3.
Определение адресов
портов и синтез дешифратора
адреса ППИ.
ППИ подключен к системной шине с использованием адресного пространства ввода-вывода и занимает в нем четыре четных адреса начиная с адреса . Для определения значений адресов портов ввода-вывода составим таблицу 5 в которой покажем состояние сигналов на системной шине адреса А7...А0 и адресуемый при этом порт. При составлении таблицы считаем, что разряд адреса А0 не используется и всегда равен 0, разряды адреса А2 и А1 используются для выбора портов и регистра управляющего слова внутри ППИ.
Состояние шины адреса | Адресуемый порт | Адрес порта HEX | |||||||
A7 | A6 | A5 | A4 | A3 | A2 | A1 | A0 | ||
0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | Порт A | 40 |
0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | Порт B | 42 |
0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | Порт C | 44 |
0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | РУС | 46 |
Таблица 5. Распределение адресов портов ввода-вывода
Как видно из составленной таблицы, порты ввода-вывода и регистр управляющего слова, которые входят в состав ППИ занимают 4 адреса в диапазоне 40Н...46Н. Поскольку в МП системе могут присутствовать УВВ с другими адресами, то для безошибочной работы нужных портов необходимо формировать сигналы их выбора. Эту функцию выполняет дешифратор адреса ППИ (ДШ ППИ), который формирует сигнал CS с уровнем логического 0, активизирующий БИС ППИ, только при установке на шине адресов, отведенных для данного устройства. Составим таблицу 6 истинности для дешифратора адреса ППИ.
Входные сигналы | CS
Выходной сигнал | ||||||
A7 | A6 | A5 | A4 | A3 | A2 | A1 | |
0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 |
все остальные комбинации | 1 |
Таблица 6. Таблица работы дешифратора адреса ППИ
Запишем логическое выражение для выходного сигнала, с учетом того, что входные сигналы A2,A1 являются фиктивными.
и перейдя в базис ИЛИ-НЕ, получим
Дешифратор адреса ППИ будет иметь вид как на рисунке 11.
3.4. Составление полной функциональной схемы формирователя на основе МП.
Все разработанные выше аппаратные части и выбранные устройства формирователя объединим в единую функциональную схему МП системы. На ней покажем в виде элементов принципиальной схемы ЦП К1810ВМ86, ППИ К580ВВ55, синтезированный ДШ ППИ и ЦАП. Остальные узлы схемы покажем в виде функциональных элементов. Данная схема изображена в приложении 2.
3.5.
Разработка детального
алгоритма работы микропроцессорной
системы.
При разработке детального алгоритма (рис.12.) используется обобщенный алгоритм, показанный на рис.9. и исходные данные. При этом считаем, что массив кодов в ОЗУ (таблица 4) уже сформирован, следовательно, блок 1 обобщенного алгоритма в детальный алгоритм включать не будем.
Поскольку МП использует сегментацию памяти, адреса ячеек определяем в виде: PA=Seg : EA,
где PA – двадцатибитовый полный (физический) адрес ячейки;
Seg – шестнадцатибитовый адрес сегмента (база, сегмент);
EA – шестнадцатибитовый адрес ячейки внутри сегмента (смещение).
Таким образом, для адресов (таблица 4), получим таблицу 7:
Таблица 7. Адреса ячеек ОЗУ
PA | Seg | EA |
00280 | 0028 | 0000 |
00282 | 0028 | 0002 |
00284 | 0028 | 0004 |
00286 | 0028 | 0006 |
00288 | 0028 | 0008 |
0028A | 0028 | 000A |
0028C | 0028 | 000C |
0028E | 0028 | 000E |
00290 | 0028 | 0010 |
00292 | 0028 | 0012 |
00294 | 0028 | 0014 |
00296 | 0028 | 0016 |
00298 | 0028 | 0018 |
0029A | 0028 | 001A |
0029C | 0028 | 001C |
0029E | 0028 | 001E |
002A0 | 0028 | 0020 |
002A2 | 0028 | 0022 |
002A4 | 0028 | 0024 |
002A6 | 0028 | 0026 |
002A8 | 0028 | 0028 |
3.6.
Разработка алгоритма
подпрограммы задержки.
Для разработки алгоритма ПП задержки найдем число тактов задержки NЗ:
NЗ= NC-NФ,
где NФ – число тактов между двумя соседними выводами кода ЦАП в порт без учета подпрограммы.
NЗ=10000-118=9882
ПП задержки реализуется путем включения в алгоритм подпрограммы холостых (пустых) команд NOP. Каждая команда NOP выполняется за 3 такта частота CLK. Последовательно можно включать любое количество холостых команд, но для экономии памяти и компактности целесообразно выполнять эти команды в цикле. Регистр МП СН используется как счетчик циклов и в него загружается число R, равное числу повторений цикла задержки. Поскольку СН восьмиразрядный регистр, то загружаемое в него число не должно быть больше 255(10).
Найдем число повторений цикла задержки из соотношения:
,
где n – количество последовательно включенных команд NOP в блоке 24.
Для того чтобы R было не больше 255, выберем n=10, тогда R= 247(10)=F7h
3.7.
Разработка программы
работы микропроцессорной
системы.
Текст программы представлен ниже:
; программа работы формирователя сигналов варианта 512 | |
; упр. слово для настройки УВВ 90H | |
; адрес текущего сегмента 0028H , адрес начального смещения 0000H | |
MOV AL, 90H | ;загрузить в AL управляющее слово |
OUT AL, 46H | ;вывести управляющее слово в порт 46H |
MOV AX, 0028H | ;адрес текущего сегмента данных |
MOV DS, AX | ;загрузить в сегментный регистр DS |
Label1: MOV CL, 0BH | ;загрузить в CL число циклов формирования |
MOV BX,0000H | ;загрузить начальное смещение в регистр BX |
Label2: CALL SUBR | ;вызвать подпрограмму задержки SUBR |
MOV AL,[BX] | ;выбрать код M(i) из памяти |
OUT AL,44H | ;вывести код M(i) в порт 44H |
ADD BX,0002H | ;увеличить смещение на 2 |
MOV AL,[BX] | ;выбрать код Y(i) из памяти |
OUT AL,42H | ;вывести код Y(i) в порт 42H |
ADD BX,0002H | ;увеличить смещение на 2 |
Label3: IN AL,40H | ;ввести X2,X1 из порта 40H |
RCR AL,1 | ;сдвинуть циклически на один разряд вправо |
JC Label3 | ;перейти к метке Label3, если FC=1 (X2=1) |
RCRAL,1 | ;сдвинуть циклически на один разряд вправо |
JNC Label4 | ;перейти к метке Label4, если FC=0 (X2=0) |
JMP Label1 | ;перейти к метке Label1 |
Label4: DEC CL | ;уменьшить содержимое счетчика CL на 1 |
JZ Label1 | ;перейти на метку Label1, если ZF=1 ((CL)=0) |
JMP Label2 | ;перейти на метку Label2 |
; подпрограмма временной задержки | |
SUBR: MOV CH, F7H |
;загрузить в CН число циклов задержки R=F7H |
Label5: NOP | ;холостая команда |
NOP | ;холостая команда |
NOP | ;холостая команда |
NOP | ;холостая команда |
NOP | ;холостая команда |
NOP | ;холостая команда |
NOP | ;холостая команда |
NOP | ;холостая команда |
NOP | ;холостая команда |
NOP | ;холостая команда |
DEC CH | ;уменьшить содержимое счетчика CН на 1 |
JNZ Label5 | ;перейти на метку Label5, если CН не пуст (ZF=0) |
RET | ;возврат из подпрограммы |