Рефераты. Цифровой дозиметр

Так как память программ и память данных интегрирована на кристалле контролера и их объема достаточно для решаемой задачи, то использования внешней памяти ненужно. Следовательно, остается реализовать подключения периферийных устройств - клавиатуры, индикаторов, и датчиков.

Клавиатура и индикаторы подключаются через контролер клавиатуры и индикаторов КР580ВВ79.

Микросхема КР580ВВ79 программируемое интерфейсное устройство, предназначено для ввода и вывода информации. Микросхема состоит из двух функционально автономных частей - клавиатурной и дисплейной.

Клавиатурная часть обеспечивает ввод информации в микросхему через линии возврата, а также ввод по стробирующему сигналу Для хранения вводимой информации в микросхеме предусмотрено ОЗУ емкостью 8 байт. При наличии информации в ОЗУ микросхема вырабатывает сигнал “запрос прерывания” INT.

В клавиатурной части микросхемы предусмотрен специальный режим обнаружения ошибок при замыкании двух и более клавиш, а также введена схема устранения дребезга при замыкании - размыкании клавиш.

Дисплейная часть микросхемы обеспечивает вывод информации по двум 4 - х разрядным каналам DSPA3 - DSPA0 и DSPB3 - DSPB0 в виде двоичного кода на 8 - ми и 16 - ти разрядные цифровые или алфавитно - цифровые дисплеи. Информация на дисплей может выводиться двумя способами: слева направо бес сдвига или справа на лево со сдвигом.

Микросхема позволяет отображать информацию на всех известных в настоящее время типах дисплеев (дисплеи накаливания, со светоизлучающими диодами…).

Микросхема допускает одновременное выполнение функций ввода - вывода и рассчитана по выводу INT на прямое подключение к шинам микропроцессоров. Применение микросхемы КР580ВВ79 в системах позволяет полностью освободить микропроцессор от операций сканирования клавиатуры и регенерации отображения на дисплее.

Схема управления вводом/выводом вырабатывает сигналы, которые управляют обменом информации с микропроцессором, а также внутренними пересылками данных и команд к различным регистрам.

Буферные схемы канала данных Д7 - Д0 предназначены для обмена информацией между микросхемой и микропроцессором.

Счетчик сканирования вырабатывает сигналы сканирования клавиатуры, матрицы датчиков и дисплея.

Оперативное запоминающее устройство отображения объемом 16 слов *8 разрядов можно организовать в сдвоенное ОЗУ объемом 16 слов * 4 разряда. ОЗУ отображения можно сбрасывать в 1,0 или шестнадцатеричное число 20 командой “Сброс".

Регистр адреса ОЗУ отображения предназначен для хранения адреса данных, которые в данный момент записываются или считываются микропроцессором.

Схема анализа состояния ОМ - ОЗУ датчиков предназначена для отображения состояния ОМ - ОЗУ датчиков, т.е. следит за числом символов, содержащихся в ОМ - ОЗУ датчиков, и за тем, является ли он полным или пустым.

Контролер индикации и клавиатуры имеет стандартный 8 - ми разрядный шинный интерфейс, который включает в себя 8 - ми разрядную двунаправленную шину данных, сигналы управления чтением записи, сигналы выбора кристалла и вход выбора режима. Выводы Д0 - Д7 контролера индикации и клавиатуры подключаются к шине данных основного контролера (1816ВЕ51). Соответствующие сигналы управления заводятся с портов Р0 и Р3. Информация для индикации заносятся в контролер КР580ВВ79, после чего начинается ее отображения. После того как будет нажата клавиша на клавиатуре, контролер КР580ВВ79 активизирует выход IRQ, что будет свидетельствовать нажатию клавиши. Этот вывод заводим на вход запроса прерывания основного контролера (порт Р3).


6. Рассмотрим функциональное назначение выводов микросхемы - контроллера клавиатуры и дисплея


МС состоит из двух автономных частей: клавиатурной и дисплейной.

Клавиатурная часть обеспечивает ввод информации в МС через “линии возврата” RET0 - RET7 с клавиатуры. Для хранения информации в МС предусмотрен обратный магазин - ОЗУ. При наличии информации в ОЗУ МС вырабатывает сигнал - запрос прерывания INT, а в случае ввода или чтения более восьми символов - сигналы переполнения или переопустошения.

Дисплейная часть МС обеспечивает ввод информации по двум 4 - х разрядным каналам DSPA3 - DSPA0 и DSPB3 - DSPB0 в виде двоичного кода.

Программирование режимов работы, запись информации в ОЗУ, чтение внутреннего состояния МС осуществляет через 8 - ми разрядный двунаправленный канал данных D0 - D7 при подаче соответствующих управляющих сигналов.

МС обеспечивает формирование кодированных или дешифрированных интерфейсных сигналов сканирования S3 - S0 клавиатуры и дисплея.

Наличие выходной линии запроса прерывания INT и режима чтения внутреннего состояния позволяет использовать данную МС в системах с прерыванием и последовательным опросом внешних устройств. МС допускает одновременное выполнение функций ввода / вывода и рассчитана по выводу INT на прямое подключение к шинам микропроцессоров.

Активный уровень на входе CS разрешает или запрещает работу контроллера с шиной. Активизация уровней на входах RD или WR определяет тип цикла обращения шины к МС (запись либо чтение).

Состояние на входе А0 определяет тип обмена: данные либо регистр состояния.

CLK - синхронизационный вход.

RES - вход начальной установки.

Графическое изображение контроллера клавиатуры и дисплея КР580ВВ79 представлено на рис.4.


D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

D8


IOP

DSPA0

DSPA1

DSPA2

DSPA3

DSPB0

DSPB1

DSPB2

DSPB3

A0

CS

S0

S1

S3

S4

RD

WR

RET0

RET1

RET2

RET3

RET4

RET5

RET6

RET7

CLK

RES

INT

 

Рис.4


Рабочая частота КР580ВВ79 составляет 2 МГц. Для общей синхронизации работы двух контроллеров необходимо использовать внешний генератор тактовых импульсов. В качестве такого генератора будем использовать микросхему КР580ГФ24. Этот генератор предназначен для совместной работы с микропроцессором КР580ВМ80А. Но благодаря наличию выхода синхросигнала с уровнями ТТЛ никто не мешает использовать генератор для синхронизации других схем. Выход тактового сигнала заводим на синхровход МК КР1816ВЕ51 XTAL1, CLK КР580ВВ79 и микросхем АЦП.

МС КР580ВА87 двунаправленный 8 - ми разрядный шинный формирователь, предназначенный для обмена данными между микропроцессором и системной шиной, обладает повышенной нагрузочной способностью. МС КР580ВА87 - формирователь с инверсией и тремя состояниями на выходе.

Назначение выводов МС КР580ВА87:

А0 - А7 - информационная шина.

ОЕ - разрешение передачи.

Т - выбор направления передачи.

В0 - В7 - информационная шина.

МС состоит из 8 - ми функциональных блоков и схемы управления. Блок содержит два разнонаправленных усилителя - формирователя. При помощи схемы управления производится разрешения передачи и выбор направления передачи информации.

В зависимости от состояния управляющих сигналов ОЕ и Т микросхема может работать в режиме передачи из А в В, из В в А или в режиме выключено.

При ОЕ=0, Т=1 - направление передачи из А в В.

При ОЕ=0, Т=0 - направление передачи из В в А.

При ОЕ=1, Т= (0 или 1) - на выводах А и В 3-е состояние.

Выводы А присоединяется к местной процессорной шине, а выводы В, имеющие большую нагрузочную способность - к системной шине.

Сигнал разрешения передачи ОЕ поступает с выхода DEN через инвертор, а сигнал выбора направления передачи Т.

Графическое изображение МС КР580ВА87 представлено на рис.5.

T

OE


IOP

B0

B1

B2

B3

B4

B5

B6

B7

A0

A1

A2

A3

A4

A5

A6

A7


Рис.5


Регистр - устройство, предназначенное для кратковременного хранения и преобразования много разрядных двоичных чисел. В качестве запоминающих элементов в регистрах используются триггеры. Вспомогательные элементы используются для осуществления следующих операций:

Ввода и вывода из регистра хранимой информации.

Преобразования кода числа, хранящегося в регистре.

Сдвига числа влево и вправо на определенное число разрядов.

Преобразование последовательного кода в параллельный и наоборот.

Регистры классифицируются по различным признакам, основными из которых являются способ ввода информации в регистр и ее вывод и способ представления вводимой и выводимой информации.

По способу ВВ информации регистры подразделяются на:

Параллельные (памяти), последовательные (сдвига).

Параллельно - последовательные.

По способу представления вводимой и выводимой информации регистры различают однофазного и парафазного типа.

В однофазных регистрах информация вводится либо в прямом либо в обратном коде, а парафазных - одновременно в прямом и обратном коде. Вывод информации из регистра может осуществляться как в прямом, так и в обратном коде. Различают одно - и многоканальные регистры в зависимости от числа источников информации, с которых она поступает на входы регистра.

Регистр 1533ИР23 - это восьмиразрядный регистр на D - триггерах с динамическим С - входом. Регистры снабжены выходными буферными усилителями, имеющими третье z - состояние, которое можно установить с помощью вывода разрешения Е0, если подать на него напряжение высокого уровня. Выходные буферные усилители обладают высокой нагрузочной способностью. Выходная часть регистров - это восемь D - триггеров со входами разрешения параллельной записи (вход С). Если на входе РЕ действует высокий уровень напряжения, то данные от входов D0…D7 отображаются на выходах Q0…Q7.

Если на вход РЕ подать напряжение низкого уровня, разрешается запись в триггеры нового восьмиразрядного кода. Если на вход ЕО подано напряжение низкого уровня, то данные из D - триггеров регистра пройдут на выходы Q0…Q7. Регистр КР1533ИР23 принимает и отображает информацию синхронно с положительным перепадом тактового импульса, подаваемого на вход С. Графическое изображение МС 1533ИР23 представлено на Рис.6.


D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7


RG

Q0

Q1

Q2

Q3

Q4

Q5

Q6

Q7

C

OE


МС КР580ГФ24 - генератор тактовых импульсов фаз, предназначен для синхронизации работы МП. Генератор тактовых сигналов состоит из генератора опорной частоты, счетчика - делителя на 9, формирователя фаз логических схем. Для стабилизации тактовых сигналов опорной частоты ко входам XTALL1 и XTALL2 генератора подключают резонатор, частота которого должна быть в 9 - раз больше частоты выходных сигналов. При частоте резонатора более 10000 КГц необходимо последовательно в цепи резонатора включить конденсатор емкостью 3 - 10 пФ.

Вход TANK предназначен для подключения колебательного контура, работающего на высших гармониках резонатора, для стабилизации тактовых сигналов опорной частоты. Но так как мы его не используем, мы его подключаем на землю. Вход SYN нам также не нужен.

Вход RDYIN - вход готовности внешнего устройства к обмену. На него подаётся потенциал высокого уровня.

Исходя из того, что входная тактовая частота делится на 9, а частота синхронизации схемы равна 2МГц, частота кварцевого резонатора равна 18МГц.

Графическое изображение МС КР580ГФ24 представлено на Рис.6.


 


XTAL1

XTAL2

ROYIN

SYN

TANK


GN



C

Рис.6

В состав устройства отображения информации на ряду с узлами приема, хранения и обработки сигналов входит индикатор, который, собственно, и обеспечивает связь человека с источником информации.

Все индикаторы можно объединить на две большие группы:

активные - в которых электрическая энергия преобразуется в световую, и пассивные - модулирующие внешний световой поток под действием внешнего электрического поля или тока. В активных индикаторах для преобразования электрической энергии в световую используются следующие физические эффекты: свечение накаленных тел в вакууме, низковольтная катодолюминесценция, излучение тлеющего газового разряда, инжекционная электролюминесценция. В пассивных индикаторах непосредственно под воздействием электрического информационного сигнала изменяются их оптические показатели. Это позволяет модулировать свет, прошедший или отраженный от индикатора, внося в него пространственно - распределенную по сечению светового потока информацию.

Индикаторы можно классифицировать по принципу формирования изображения на знакомоделирующие и знакосинтезирующие.

Знакомоделирующий индикатор - цифровой газоразрядный индикатор, изображение в котором повторяет форму десяти катодов (цифр от 0 до 9). Любое другое изображение на нем получить невозможно.

В знакосинтезирующих индикаторах изображение получается с помощью мозаики независимо управляемых элементов отображения, каждый из которых является преобразователем сигнал - свет. Среди них различают сегментные индикаторы, элементы отображения которых являются сегментами и сгруппированы в одно или несколько знакомест, и матричные индикаторы - элементы отображения которых образуют матрицу.

Для отображения значения измеряемого давления будем использовать полупроводниковый сегментный индикатор АЛС321А.

Параметры индикатора АЛС321А:

Цвет свечения - желто - зеленый.

Сила света мкм при токе мА - 0,12 (20).

Прямое напряжение, В (при токе, мА) - 3,6 (20).

Прямой ток мА (импульсный мА) - 25.

Высота знака мм - 7,5.

Интерфейс МК КР1816ВЕ51 с МК КР580ВВ79 с программной точки зрения реализуется в виде двух портов ВВ. По одному из них контроллеры обмениваются данными, а по другому в ВВ79 записывается команда, а считывается слово состояния. В адресном пространстве ВЕ51 для адресации порта обмена данными используем адрес 8000h. Для адресации порта команды / слова состояния используем адрес 4000h.

Так же оба аналоговых канала ввода информации представляют собой порты и обращение к ним производится по адресам 1000h и 2000h. Адреса портов выбраны исходя из состояния старших четырёх разрядов шины адреса. Развязка выходов шины данных АЦП с шиной данных микросистемы производится с помощью буферных регистров. Так же эти регистры используются для временного хранения данных с АЦП. Когда МК необходимо прочитать данные одного из каналов, он формирует цикл чтения XSEG по соответствующему адресу, что приводит к понижению уровня на входе регистра OE. После этого открываться выходной буфер регистра и данные выставляются на шину данных микросистемы.

Светодиодные индикаторы АЛС321 обеспечивают нормальные светотехнические характеристики при прямом токе 20мА. Ток логического нуля одного выхода МС КР580ВА87 составляет 3мА. Для обеспечения нормального свечения индикатора необходимо использование токовых усилителей на транзисторах VT1 - VT4.


Заключение


В данном курсовом проекте был разработан прибор для измерения дозы радиоактивного фона на базе микропроцессора МК1816ВЕ51.

Прибор может осуществлять операции измерения радиации и поглощенной дозы. Значения выводится на семи сегментный полупроводниковый индикатор, который обладает очень хорошей яркостью свечения. Прибор обладает удобным интерфейсом, что позволяет пользователю прочитав инструкцию по эксплуатации легко научиться его применять.

Приборы данного типа найдут широкое применение в медицине. На современном этапе происходит их постоянное усовершенствование, и внедрения.


Страницы: 1, 2, 3, 4, 5



2012 © Все права защищены
При использовании материалов активная ссылка на источник обязательна.