Курсовая по микропроцессорам

| Категория реферата: Рефераты по цифровым устройствам
| Теги реферата: темы рефератов по информатике, реферат на тему биография
| Добавил(а) на сайт: Bortnik.

Блок цифро-аналогового преобразователя содержит непосредственно сам
ЦАП со схемой формирования опорного напряжения и регистра хранения цифрового кода. Для управления ЦАП требуется 10 разрядов кода и один разряд сигнала записи кода в регистр хранения.

Схема выдачи дискретных сигналов должна состоять из регистра выходных сигналов и схемы преобразования к уровням ТТЛ, если последняя потребуется, в зависимости от применяемого регистра. Для выдачи дискретных сигналов требуется 10 разрядов самих сигналов и одного сигнала управления регистром.

Для организации последовательного интерфейса RS-232 целесообразно использовать встроенный в МК последовательный интерфейс связи, используя его линии RDI, TDO как сигналы RxD, TxD соответственно интерфейса RS-232.
Оставшиеся 4 входных сигнала интерфейса RS-232 можно подавать на линии порта D МК, а для двух выходных сигналов управления интерфейсом RS-232 требуется использовать регистр хранения, записывая в него сигналы с шины данных. Для преобразования друг в друга уровней стандартных сигналов интерфейса RS-232 (низкий уровень –15…-5В, высокий +5…+15В) и КМОП 5В необходимо применение схем согласования.

Для исключения постоянного опроса входных сигналов управления интерфейса RS-232 целесообразно организовать прерывание работы МК по изменению этих сигналов.

Таким образом, шина адреса должна быть 8-ми разрядной (ОЗУ), шина данных 10-ти разрядной (ЦАП, выходные дискретные сигналы), шина управления
6-ти разрядной (1 разряд - аналоговый коммутатор, 2 - ОЗУ, 1 -
ЦАП, 1 - дискретный выходной сигнал, 1 - RS-232).

Итак, можно перейти к выбору элементной базы и составлению принципиальной электрической схемы.

Обоснование выбора элементной базы.

Т.к. МК реализован по КМОП - технологии и использует напряжение питания 5В, то целесообразно и другие микросхемы выбрать КМОП типа с напряжением питания 5В, для исключения схем согласования уровней и уменьшения энергопотребления.

Наиболее приемлемыми по быстродействию и нагрузочной способности являются КМОП микросхемы серии КР1554, поэтому выберем все неспециализированные ИС из этой серии. В качестве регистра хранения выберем
ИС КР1554ИР23 – 8-ми разрядный регистр хранения с синхронизацией по положительному фронту тактового сигнала. В качестве регистра хранения двух и менее разрядов целесообразно применить ИС КР1554ТМ2 – два D - триггера с синхронизацией по положительному фронту тактового сигнала. Микросхемы комбинационного типа также используем серии КР1554.

Для коммутирования входных аналоговых сигналов используем ИС КР590КН1
– аналоговый коммутатор 8х1 со встроенным дешифратором коммутации и входом разрешения коммутации. Для коммутирования выходных аналоговых сигналов применим ИС КР590КН5 – четыре управляемых аналоговых ключа. Обе микросхемы позволяют коммутировать сигналы напряжением –5…+5 и управляются уровнями
КМОП 5В, чем и обусловлен наш выбор.

Исходя из анализа, ТЗ в качестве ОЗУ целесообразнее выбрать статическое ОЗУ с отключением выводов данных, также желательно, что бы ИС
ОЗУ имела объединенные входы/выходы данных, количество входов было бы равно
8-ми (чтобы использовать один корпус), емкость не менее 256 байт и входные/выходные сигналы с уровнем КМОП 5В. Этим требованиям отвечает ИС
К537РУ9А – статическое ОЗУ с построением 2Кх8.

В качестве ЦАП целесообразно применить ИС ЦАП со встроенным регистром хранения входного ряда, а т.к. требований к быстродействию не предъявлено, применим ИС КР572ПА2А – 12-ти разрядный ЦАП с входными регистрами хранения.

Для формирования выходного сигнала ЦАП, а также для схемы формирования выходных уровней интерфейса RS-232, требуются быстродействующие ОУ, такие как КР574УД2А – два ОУ со скоростью нарастания выходного сигнала 50В/мкс.

Очевидно, контроллер входит в состав более сложного устройства, т.е. плата контроллера подстыковывается к плате соединений, таким образом, целесообразно применить одну розетку для печатного монтажа, такую как трех- рядная 72-х контактная РПМ7-72Г-П-В.

Описание схемы принципиальной электрической и работы схемы.

Центральным устройством схемы контроллера является МК DD9. На портах общего назначения DD9 организованы: шина адреса А7..А0 (линии РА7..РА0), шина управления внешними устройствами (РВ5..РВ0) и шина данных D9..D0
(линии РВ7, РВ6, РС7..РС0).

Внешний сигнал начальной установки (RESET) DD9 не предусмотрен, т.к. в нем нет необходимости; при подаче напряжения питания происходит RESET по включению, а при сбоях программы можно предусмотреть по сигналу СОР – таймера.

Рассмотрим построение и работу каждого из внешних устройств.
Коммутатор аналоговых сигналов (АК).

АК входных сигналов построен на двух восьмиканальных коммутаторах DD6,
DD7, выходы которых обьединены и подаются на входы двух ключей DD8 , выходы которых и являются выходами АК.

Режим коммутации определяется управляющим словом, записанным в регистр
DD5, структура слова управления представлена на рис.1.

Слово управления АК записывается в регистр DD5 следующим образом: на линии D5..D0 (РС5..РС0) МК выставляет логический “0”, и последний сигнал АС переводится в высокий уровень, таким образом данные с линий D5…D0 по положительному фронту сигнала АС записываются в регистр DD5.
Интерфейс RS-232.

Для организации интерфейса RS-232 использован встроенный в МК последовательный интерфейс связи. Вход приемника RS-232 (RxD) через преобразователь уровней (работу которого рассмотрим ниже) подключен к соответствующему входу МК RDI, а выход передатчика МК TDO через преобразователь уровней (ПУ) подключен к входам порта D MK (PD2…PD5 соответственно), а выходные сигналы RS-232 записываются МК в регистр хранения DD11, с выхода которого через ПУ подаются на соответствующие входы
RS-232.

Запись выходных сигналов управления RS-232 (DTR, RTS) в регистр DD11 происходит следующим образом:

МК выставляет на линии D8, D9 требуемые уровни сигналов DTR, RTS , а на линии INT (PB5) низкий уровень, затем сигнал INT переводится в «1», по положительному фронту сигнала INT данные D8, D9 записываются в регистр DD11 и выдаются на его выходах и соответственно на выходах RS-232.

Как следует из анализа ТЗ в схеме организовано прерывание по изменению входных сигналов управления RS-232. Рассмотрим формирование сигнала прерывания IRQ на примере сигнала DCD: