Микропроцессорная системы отображения информации

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет"

Инженерно- экономический факультет

Кафедра "Промышленная электроника"

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

по курсу "Системы отображения информации"

Микропроцессорная системы отображения информации

Выполнил студент группы 4ПЭа-1 Д.В. Евпаков Руководитель проекта Н.Н. Любушкина

Н.Контр. Н.Н. Любушкина

2009

Отображение информации - это свойство технической системы воспроизводить требуемую информацию в форме, удобной для непосредственного восприятия человеком.

Технические средства, используемые для формирования информационных моделей, называются средствами отображения информации (СОИ). С помощью СОИ полученная от одного или нескольких источников информация преобразуется в информационную модель, удобную для непосредственного восприятия.

Существует три способа отображения информации:

индикация - представление информации в форме изображения (информационной модели), параметры которого обеспечивают требуемую быстроту и точность восприятия, информационную емкость и удовлетворяют требованиям инженерной психологии (эргономики);

сигнализация - это отображение информации для привлечения внимания к изменению состояния системы, характеризуемое четко различными изменениями параметров информационной модели;

регистрация - это представление информации на материальном носителе с возможностью хранения без затрат энергии.

Большую часть информации (около 80%) человек получает по зрительному каналу. Если информация создается или передается электронными средствами, она воспроизводится с помощью средств отображения информации, которые являются электронным переводчиком, позволяющим воспринять закодированную электрическими сигналами информацию.

К средствам отображения информации относятся устройства коллективного пользования (стадионные, вокзальные и другие информационные табло), персональный компьютер, индикаторы, встроенные в различные измерительные или бытовые электронные приборы. Соответственно различаются и предъявляемые к этим средствам психофизиологические, энергетические, стоимостные, габаритные и другие требования, которые должен учитывать разработчик.

Основным узлом СОИ является индикатор, преобразующий электрические сигналы в видимое изображение. До сих пор основным типом индикатора, используемым в СОИ, остается электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), которой присущи все типичные недостатки электровакуумных приборов: большое потребление мощности, высокие питающие напряжения, большие масса и габаритные размеры. На смену ЭЛТ, особенно в применениях, связанных с ЭВМ, пришли матричные индикаторные панели самых различных типов - газоразрядные, электролюминесцентные, жидкокристаллические. В отличие от ЭЛТ управление ими построено на цифровых принципах, что соответствует современным тенденциям развития электроники.

Другим важным компонентом СОИ являются интегральные микросхемы (ИМС). Современные СОИ почти целиком строятся на базе ИМС со средней и высокой степенью интеграции, все шире в них используются микропроцессорные средства и микро-ЭВМ.

Развитие средств отображения информации происходит в направлении использования в них как усовершенствованных типов электроннолучевых индикаторов, так и плоских матричных индикаторов, которые перспективны для высококачественного отображения информации.

Проектирование средств отображения информации включает в себя создание информационной модели с учетом представляемой информации и свойств человека-оператора, выбор типа индикатора, разработку на этой основе структурной схемы СОИ, разработку модулей системы и т. д.

Для правильного проектирования средств отображения информации необходимо учитывать структуру и технические характеристики индикаторов, особенности построения модулей системы на основе современных интегральных микросхем, т. е. проектирование средств отображения информации требует комплексного подхода со стороны специалистов.

Задачей курса "Средства отображения информации" является ознакомление студентов с принципами построения аппаратуры, физическими особенностями различных типов электронных индикаторов и т. д.

Рассмотрение этих вопросов позволит показать взаимодействие средств промышленной электроники в едином комплексе аппаратных и программных средств. Приобретенные таким образом навыки могут быть использованы при проектировании электронных устройств самого различного назначения с широким применением интегральных схем.

Работа любого устройства начинается с его включения.

После включения индикаторы должны быть погашены, кроме левого знакоместа, где должен располагаться курсор. В качестве типа курсора будем использовать негативный блок.

При вводе информации с клавиатуры курсор смещается вправо, оставляя на своём месте введённый символ. По достижении курсором конца строки, то есть крайней правой позиции, введенная на индикатор информация остаётся в ОЗУ, а сам индикатор очищается, и курсор перемещается в начало строки. Таким образом, система готова принимать информацию в следующую строку.

Когда курсор достигает последней позиции последней строки, ввод информации заканчивается. Дальнейшее перемещение курсора по введенному тексту осуществляется клавишами управления курсора (вверх, вниз, вправо, влево).

Клавиша "Insert" включает и выключает режим вставки. При включенном режиме вставки, в процессе ввода информации, все символы справа от курсора будут сдвигаться вместе с курсором и выходя за пределы последней строки теряются. При выключенном режиме вставки, ввод информации производиться поверх старой, стирая предыдущий символ.

Клавиша "Delete" удаляет символ слева от курсора (заменяет на пробел) и перемещает курсор на одну позицию влево. Если при этом включен режим вставки, то вслед за курсором перемещаются все символы расположенные правее.

Режим редактирования.

Замена. Для замены символа необходимо подвести курсор к нужной позиции посредством функциональных клавиш: "¬", "®". При нажатии любой информационной клавиши в той позиции, на которую указывает курсор, автоматически производится замена символа. При этом, старый символ теряется.

Удаление. Для удаления необходимо подвести курсор к нужной позиции и нажать клавишу "Del". При этом вся информация в строке, записанная после текущей позиции, сдвигается влево, а в последней позиции строки появится пробел. Символ в текущей позиции теряется. Курсор останется на той же позиции, на которую указывал до удаления.

Вставка. Для вставки необходимо курсор подвести к той позиции, перед которой будет производиться вставка символа. Затем, после нажатия функциональной клавиши "Ins", вся информация, записанная после текущей позиции и включая текущую позицию, сдвигается вправо, при этом последний символ в строке теряется, а курсор остается на прежней позиции. После нажатия любой информационной клавиши в незанятой позиции появляется соответствующий символ.

Сброс. При нажатии клавиши "Reset" происходит сброс информации во всех строках. Затем курсор переходит в первую позицию первой строки.

Отображение. Для вывода определенной введенной строки на индикацию используются клавиши "­", "¯", при этом, курсор остается в том же столбце, в котором он находился до перехода на другую строку. Если текущей строкой является первая и нажимается клавиша "­", то на экране появится содержимое последней строки. Если текущей строкой является последняя и нажимается клавиша "¯", то на экране появится содержимое первой строки.

Всего в данной системе используется 49 клавиш, из них 42 информационных, 7 функциональных, а также имеются две клавиши (Shift и Reset), которые не входят в основную матрицу клавиатуры и предназначены для изменения режима работы клавиатуры

Структурная схема будет базироваться на магистрально-модульном принципе организации МП - системы. В такой системе связь всех устройств (модулей) осуществляется с помощью общих шин. Передача информации может осуществляться одновременно только между двумя модулями.

Структурная схема микропроцессорного устройства представлена на рисунке 1.

ЦП – центральный процессор; ТГ – тактовый генератор; У В/В – устройство ввода/ вывода; ПЗУ – постоянное запоминающее устройство; ОЗУ – оперативное запоминающее устройство; СА – селектор адреса; ШУ – шина управления; ША – шина адреса; ШД – шина данных

Рисунок 1 – Структурная схема микропроцессорного устройства

Основным узлом разрабатываемого устройства отображения информации является ЦП. В его функции входит управление всеми остальными узлами устройства. Отдельные блоки соединяются между собой линиями, объединяемыми по сходству назначения в шины. Число линий в шине обычно соответствует разрядности передаваемого слова. С помощью 16-разрядной шины адреса обеспечивается выбор одной из 65536 ячеек памяти. По 8-разрядной шине данных передаются команды и данные. Ограниченное число внешних выводов микропроцессора (МП) приводит к необходимости использования для передачи информации двунаправленной шины данных. Синхронизация работы МП, ПЗУ, ОЗУ памяти или внешнего устройства при обмене информацией производится с помощью сигналов сопровождения информации, передаваемых по шине управления.

Все действия ЦП заранее запрограммированы и подчинены последовательности команд, хранимой в ПЗУ. Кроме того, в ПЗУ записаны необходимые для работы константы, например, формы знаков. Для хранения вводимой информации и программ необходима оперативная память (ОЗУ).

Устройство ввода/вывода предназначено для ввода информации в систему и вывода обработанной информации на индикацию.

Селектор адреса предназначен для выбора одного из внешних устройств.

МП синхронизируется тактовыми импульсами, формируемыми ТГ. Для тактирования используется двухфазная система импульсов C1 и C2, а максимальная тактовая частота МП составляет 2МГц.

Разработаем функциональная схема центрального процессора.

Функциональная схема центрального процессора представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Функциональная схема центрального процессора

При включении питания или при нажатии клавиши "Reset", система начального сброса (СНС) формирует сигнал "Установка нуля", который поступает на вход генератора тактовых импульсов (ГТИ) "RESIN". ГТИ формирует сигнал "SR", поступающий на одноименный вход ЦП, что обеспечивает автоматическую установку микропроцессора в исходное состояние.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10