В данном курсовом проекте будет использоваться микроЭВМ КР1820ВЕ4.

3. Разработка структурной схемы устройства

Структурная схема генератора прямоугольных импульсов выглядит следующим образом:

4. Разработка принципиальной электрической схемы

Принципиальная электрическая схема разрабатывается исходя из приведенной выше структурной схемы устройства. В ней кроме микросхем основных блоков присутствуют различные вспомогательные цепи для питания синхронизации и согласования. Рассмотрим подробней все компоненты.

Микросхема КР1820ВЕ4 работает по программе, записанной во внешнем постоянном запоминающем устройстве. Адресное пространство ПЗУ объемом 1К 8 бит разбито логически на 16 страниц по 64 8-разрядных слова. В систему команд ОМЭВМ К1820ВЕ4 входят арифметические, логические команды, команды ввода/вывода, обращения к памяти, к регистрам, команды проверки.

Система команд насчитывает 58 команд: 31 однобайтовая и 27 двухбайтовых. Двухбайтовые команды выполняются за два машинных цикла, однобайтовые, за исключением команд LQID и JID, за один.

Функционирование.

Инициализация (начальный запуск) заключается в том, что очищается счетчик команд (в счетчик команд во всех разрядах записываются нули, что соответствует нулевому адресу ПЗУ) и очищаются регистры A, B, C, D, EN, G и SIO.

Вывод SR с каждым командным циклом задает системный синхроимпульс.

Начальный запуск ОМЭВМ организуется автоматически при условии времени нарастания питания в пределах от 1 мкс до 1 мс. Если это время более 1мс, для обеспечения надежного запуска необходимо к входу RS подсоединить диод и RC цепочку, как показано на рис.1.

Постоянная времени RC-цепочки должна минимум в 5 раз превышать время установления питания. Вход RS реализован в виде триггера Шмидта и, если он не используется, то вывод должен быть подключен к UCC.

Низкий уровень должен быть приложен к входу RS на время, не меньшее трех машинных циклов, с тем, чтобы обеспечить надежный начальный запуск.

R10=10 кОм; С3=10 мкФ.

ОЗУ может быть очищено только программным способом. Первой командой (нулевой адрес ПЗУ) должна быть команда CLRA.

В микроЭВМ предусмотрены режимы внешней и внутренней синхронизации.

Режим внешней синхронизации, когда тактовые импульсы от внешнего генератора поступают на вход CKI.

В режиме внутренней синхронизации задающий генератор реализуется на выводах CKI и CKO по схеме, показанной на рис.4. Для частоты кварцевого резонатора BQ1 4 МГц R8=1 КОм, R9=1 МОм, С2=27 пФ.

В процессе функционирования по командам ввода/вывода данные на микроЭВМ могут поступать по магистралям IN, L, G, SI. Результаты обработки данных поступают на магистрали D, G, L, SO.

Функционирование ОМЭВМ осуществляется по программе, записанной во внешнем ПЗУ. ОМЭВМ по одной извлекает команды из памяти и производит их исполнение. Обращение к ПЗУ производится по выводам IP0 - IP7, P8, P9. При этом сначала на выводы IP0 - IP7, P8, P9, переведенные в состояние "выход", из микроЭВМ выдается адрес слова ПЗУ. Он сопровождается высоким уровнем синхронизирующего сигнала FL A/D. Переходом высокого уровня сигнала FL A/D в низкий происходит запоминание адреса слова ПЗУ во внешнем регистре-защелке. После этого низким уровнем сигнала FL A/D ПЗУ переводится в режим выдачи содержимого адресованной ячейки, которое по входам IP0 - IP7 принимается в микроЭВМ Выбранная команда исполняется во время выборки последующей команды.

Схема подключения внешней памяти программ (ПЗУ) к микроЭВМ КР1820ВЕ4 приведена на рисунке 3. На рисунке 6 показаны временные диаграммы работы микроЭВМ с ПЗУ.

В качестве регистра-защелки используется микросхема К555ИР23. В качестве ПЗУ используется перепрограммируемая ПЗУ К573РФ21.

Аналого-цифровой преобразователь.

Назначение выводов микросхемы К572ПВ3 приведено в табл.2.

Таблица 2.

5. Разработка алгоритма управляющей программы

Для обеспечения работы проектируемого устройства с заданными техническими требованиями необходимо запрограммировать ОМЭВМ на определенную обработку данных и выдачи определенных сигналов, в том числе и сигналов управления. Для составления программы необходимо сначала составить алгоритм работы устройства, т.е. конечный набор правил для выполнения некоторых процедур.

Заключение

Бурное развитие науки и техники в последние годы позволяет осваивать в промышленном масштабе все больше и больше новых радиоэлектронных компонентов, а именно различных устройств цифровой обработки сигналов. К таким устройствам относятся и однокристальные микро-ЭВМ. Массовость производства этих устройств привело к существенному снижению их стоимости, что является одним из преимуществ данного класса устройств. Основным преимуществом ОМЭВМ является их универсальность, т.е. возможность их применение практически во всех классах устройств. Причем устройства на их основе являются гибкими. Достаточно изменить рабочую программу для изменения параметров и характеристик устройства или получить в принципе новое устройство.

В данном курсовом проекте продемонстрирована возможность разработки устройств на однокристальных микро-ЭВМ. Можно заметить, что это устройство, как, впрочем, и другие устройства на ОМЭВМ, содержит минимум деталей.

Разработанная охранная сигнализация является упрощенным вариантом устройств данного типа, поэтому она может быть доработана. Например, можно ввести постановку на охрану и снятие с нее в виде кода, или сделать несколько охранных шлейфов и тем самым обеспечить контроль места, где произошло вторжение и т.д.

Можно сделать вывод о том, что ОМЭВМ являются удобным инструментом для создания различных устройств.

Литература

1. Левкович В.Н. Архитектура и программирование однокристальных микро-ЭВМ 1820. Методические указания к лабораторной работе по курсу "Вычислительные и микропроцессорные устройства" для студентов специальности РТС. БГУИР, 1998.

2. Применение однокристальных четырехразрядных микро-ЭВМ К1820ВЕ2 и К1820ВЕ1. Информационно-справочное издание. Киев: УкрНИИТИ, 1990. - 120 с.

3. Варламов И.К., Касаткин И.Л. Микропроцессоры в бытовой технике. М.: Радио и связь, 1990. - 104 с.

4. Горбунов В.Л. Электроника № 1990. С.30 - 35.

Приложение

Страницы: 1, 2