В данном курсовом проекте выполнена разработка микроконтроллерная системы накопления данных, поступающих с датчиков. Разработана электрическая принципиальная схема МПС. Разработана программа управления на ассемблере.

 

 

 

 

Содержание

 

Введение. 5

1 Обзор литературы и поиск аналогов. 7

2 Анализ технического задания. 10

3 Разработка структурной и функциональной схем и их описание. 13

3.3 Пульт управления. 14

4. Разработка карты распределения адресов. 18

5. Выбор элементарной базы и разработка схемы электрической принципиальной. 19

6. Разработка карты памяти адресов. 41

Введение

 

В настоящее время микропроцессорные системы получили очень широкое распространение во многих сферах: в науке, в промышленности, в хозяйстве, в быту. В науке микропроцессорные системы (МПС) используют для выполнения сложных трудоёмких расчётов. Также МПС широко используют для построения различных датчиков, систем мониторинга. В промышленности микропроцессоры используются в различных станках с автоматическим, программным или частично-программным управлением, в системах слежения и автоматического управления (система управления выпечкой хлеба, система управления сушкой древесины). МПС находят широкое применение в бытовых устройствах (аудио-видео технике, стиральных машинах и т.д.).

Основное назначение однокристальных микроконтроллеров – реализация цифровых алгоритмов управления. Функционирование микроконтроллера в системе управления заключается в том, что он, получая информацию от объекта управления о его состоянии, обрабатывает ее в соответствии с заложенным в память программ алгоритмом и выдает управляющие воздействия на исполнительные устройства. Взаимодействие микроконтроллера с датчиками и исполнительными устройствами определяется соответствующими протоколами обмена, учитывающими особенности функционирования системы в целом и требования программно-аппаратной и схемотехнической совместимости с другими устройствами и системами.

Использование МК в оборудовании позволяет повысить производительность, качество, помогает решать сложные проблемы программного регулирования, существенно улучшает технико-экономические характеристики автоматизированного оборудования, повышает его «интеллект».

Данный курсовой проект нацелен на разработку микроконтроллерной системы накопления данных. При выполнении разработки МПС в первую очередь необходимо разработать структурную схему МПС, определив необходимые структурные модули и связи между ними. Далее производится выбор конкретной элементной базы, и на основе структурной схемы разрабатывается принципиальная электрическая схема МПС.

После разработки принципиальной схемы выполняется проверка согласования элементов по электрическим параметрам. Разработка аппаратной части МПС завершается расчетом потребляемой мощности.

Вторым этапом разработки МПС является разработка управляющей программы. В данном курсовом проекте на этом этапе выполняется разработка алгоритма управления, на основе которого затем составляется программа на ассемблер.

 

1 Обзор литературы и поиск аналогов

 

При изучении вопроса поставленного в техническом задании была проведена работа с литературой, в ходе которой были рассмотрены современные схемотехнические и программные решения, различные вариации модулей МПС и получены теоретические сведения по различным системам накопления данных.

1.1 Кузьминов А.Ю. – Интерфейс RS232. Связь между компьютером и

микроконтроллером.

В данной книге изложены принципы обмена информацией между компьютерами и 51-совместимыми микроконтроллерами по интерфейсу RS232, представлены многочисленные примеры аппаратных средств на современной элементной базе и программного обеспечения обмена по RS232. Наряду со справочными данными, касающимися инициализации интерфейса и команд ввода/вывода, приведен предложенный автором алгоритм (протокол) обмена, позволяющий передавать и принимать информацию компьютером и микроконтроллером со скоростью 115200 бод с высокой надежностью. Программы для компьютера написаны на ассемблере, Бейсике и Кларионе, а для микроконтроллеров — на ассемблере и СИ. Рассмотрены схемные решения и программное обеспечение программирования современных микроконтроллеров — систем на кристалле (ADUC8XX и MSC1210YX и др.), обладающих возможностью программирования в системе, по интерфейсу RS232. Описаны примеры использования RS232 в системах сбора и обработки информации с датчиков, а также в программаторах микроконтроллеров.

Книга может быть полезна как для опытных разработчиков компьютерных и автономных систем сбора и обработки информации, в составе которых используются микроконтроллеры, так и для начинающих специалистов в этой области; студентам вузов соответствующих специальностей. Так же в книге представлена схема включения полупроводникового датчика ADT45, которая и была взята за основу. Кроме того были рассмотрены варианты нормирования сигналов с датчика и сопряжения его с АЦП. Также в книге рассматриваются мостовые и усилительные схемы для измерительных устройств.

В данной книге есть раздел, в котором есть описание удаленной системы сбора и обработки информации, поступающей с датчиков аналоговых, частотных и дискретных сигналов на базе IBM-совместимого компьютера и MSC-51-совместимого микроконтроллера

 

1.2 http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/doc/adc/adc_6.htm - статья «Системы сбора данных и микроконверторы».

Представлено описание построения МПС сбора, передачи и обработки данных. В статье также приведены характерные примеры систем сбора данных и краткий обзор класса микроконверторов.

Характерным примером системы сбора данных является микросхема AD7581 (отечественный аналог - 572ПВ4), содержащая 8-входовый аналоговый мультиплексор, 8-разрядный АЦП последовательного приближения, и запоминающее устройство FIFO с организацией 8х8 бит. Другой пример - микросхема AD1В60, включающая 8-входовый аналоговый мультиплексор, измерительный усилитель с программируемым коэффициентом усиления от 1 до 128, 16-разрядный АЦП на основе интегрирующего ПНЧ, ИОН, микропроцессор, ОЗУ режима и ПЗУ конфигурации. Одной из наиболее развитых является система сбора данных LM12458, которая содержит 8-входовый аналоговый мультиплексор, УВХ, 13-разрядный АЦП последовательного приближения, память типа FIFO с организацией 32х16 бит, ОЗУ команд и 16-битный цифровой таймер.

1.3 Статья «Автоматизированная система управления объектом «Восток»».

Система сбора и обработки информации строится на базе персональных компьютеров, объединенных в сеть по топологической схеме «клиент-сервер». Как правило, группа компьютеров, составляющих сервер-группу, имеют по два сетевых адаптера, образуя тем самым, два сегмента локальной сети. В первый сегмент включены промышленные контроллеры РРС, обеспечивающие аппаратную интеграцию комплекса «ВОСТОК». Второй сегмент образуют персональные компьютеры на рабочих местах пользователей системы «ВОСТОК».

Программное обеспечение сервер-группы включает в себя операционную систему типа UNIX, СУБД Oracle 8i и набор программного обеспечения, необходимого для функционирования требуемых функций комплекса. В первую очередь это драйверы соответствующего оборудования, а также дополнительное программное обеспечение для работы с базой данных (такие как «Бюро пропусков»).

 

Автоматизированные рабочие места пользователей системы представляют собой персональные компьютеры с сетевым адаптером с программой-загрузчиком. В самом общем случае АРМы являются безоперационными (бездисковыми) терминалами, работающими в сети, что полностью исключает ошибки программ и так называемые «зависания» системы как в случае обычных персональных компьютеров.

2 Анализ технического задания

 

В соответствии с техническим заданием на данный проект необходимо разработать микроконтроллерной системы накопления данных, система предназначена для оцифровки аналоговых сигналов и записи результата на ЖМД. Микроконтроллерная система должна обладать следующими параметрами:

1)     число каналов в системе: 7

2)     диапазон изменения аналового сигнала: ±1.5В

3)     погрешность оцифровки аналового сигнала ≤ 0.75%;

4)     тип индикатора: АЛС324Б. Четыре разряда;

5)     Модуль памяти объемом 2k * 8 (ОЗУ: КР132РУ2А, ПЗУ: К573РФ42);

При выполнении разработки МК в первую очередь необходимо разработать структурную схему МК, определив необходимые структурные модули и связи между ними. Далее производится выбор конкретной элементной базы, и на основе структурной схемы разрабатывается принципиальная электрическая схема МК.

После разработки принципиальной схемы выполняется проверка согласования элементов по электрическим параметрам. Вторым этапом разработки МПС является разработка управляющей программы

Программное обеспечение МПС необходимо для инициализации устройства, формирования необходимых временных интервалов, управления процессом оцифровки и записи оцифрованных данных в буфер последовательного порта.

Общую задачу, возлагаемую на МПС, можно разделить на несколько подзадач:

• сбор информации;
• сохранение собранной информации для последующей обработки на  IBM PC.

Сбор информации.

Сигналы датчиков подаются в МПС в виде напряжения. Сбор информации с датчиков осуществляется в течении фиксированного времени – через каждые 2 секунды, т.к. в течении 60 минут 2К памяти должны заполнится информацией т.е. 3600/2=1800<2048.

Запись информации.

 

Информация, поступающая с датчиков, оцифровывается. Оцифрованная информация должна сохранятся в энергонезависимой памяти – ЖМД. Обычно система сбора аналоговой информации состоит из двух основных компонентов:

• система датчиков;
• МПС.

Общее число датчиков равно 7, датчики должны подключаться к МПС через цепь устройств: датчик – усилитель –коммутатор – АЦП.

Согласно ТЗ амплитуда сигнала после усиления может изменяться от – 1,5 В до +1,5. В. Погрешность оцифровки аналогового сигнала ≤ 0,75%. Коммутатор необходим для выбора датчика, с которого в текущий момент происходит съем (сбор) информации. Коммутатор должен быть восьми канальным.

Техническое задание рекомендует использовать для микропроцессорного блока однокристальные микро-ЭВМ серии MCS-51. Организация однокристальных микро-ЭВМ ориентирована на применение встраиваемых в изделие управляющих микропроцессорных систем реального времени, рабочая программа которых расположена в ПЗУ системы. Обработка, полученной с датчиков информации будет производиться на  IBM PC. Для связи с компьютером необходимо использовать последовательный интерфейс RS-232. Так как разрабатываемое устройство должно работать в автономном режиме (без ПК), а компьютер будет подключаться для считывания оцифрованных данных с буфера последовательного порта по мере их накопления, то для управления и контроля системой в состав МПС входят блок клавишного пульта и блок индикации. На индикаторы предполагается выводить время, прошедшее с момента последнего цикла опроса датчиков, а клавишный пульт позволит оперативно корректировать работу МПС.

В состав блока управления входят две управляющие клавиши «Пуск» и «Сброс». Кнопка «Сброс» позволяет вернуть систему в исходное состояние (в случае зависания). Работа основной программы (измерение параметров и их вывод на ССИ) вызывается переходом, который поступлении единичного сигнала от кнопки «Пуск», которая нажимается пользователем устройства при необходимости измерить параметры входного сигнала.

 

Необходимо организовать динамический способ отображения информации на индикаторе. Динамический способ основан на том, что любой индикатор является инерционным прибором, а человеческому глазу отображаемая на дисплей информация представляется неизменной, если её обновлять с частотой не менее 50 Гц (каждые 20 мс). Динамический способ вывода информации на дисплей требует значительно меньших аппаратных затрат, чем статический, но более сложную логику управления.

Сигналы с датчиков подаются в виде напряжения. Сбор информации осуществляется через фиксированные интервалы времени.

Обработка аналоговой информации, поступающей с датчиков, возможна только после ее приведения к цифровому виду. Данную задачу решает аналогово-цифровой преобразователь (АЦП). Сигнал, снимаемый с датчиков, является двухполярным, поэтому АЦП также должен иметь двухполярный вход. Однако прежде, чем оцифровывать информацию, ее необходимо предварительно усилить до требуемого уровня, который зависит от используемого АЦП. При этом одна из важнейших проблем, возникающая при обработке полученных данных – учет стабильности коэффициента усиления аналогового канала  в заданном частотном диапазоне.

Согласно ТЗ для организации канала связи разрабатываемой системы с персональным компьютером необходимо использовать последовательный интерфейс RS-232, так как данный интерфейс аппаратно реализован в подавляющем большинстве современных однокристальных микроконтроллеров. Микроконтроллеры семейства МК-51 поддерживает работу с последовательным интерфейсом на скорости обмена данными до 115200 бит/с, которой вполне достаточно для решаемой задачи.

3 Разработка структурной и функциональной схем и их описание

 

На основании сделанного анализа пунктов технического задания на курсовой проект в состав аппаратных средств микроконтроллерной системы накопления данных входят следующие компоненты:

• 4-разрядный индикатор на базе ССИ (микросхема АЛС324Б);
• модуль памяти;
• подсистема аналогового ввода данных с датчиков;
• микроконтроллер семейства MCS – 51, например AT89C51;
• пульт управления.

 

3.1 Четырёхразрядный индикатор.

Для отображения времени работы МПС будет использоваться 4-разрядный индикатор на базе ССИ. Принцип управления индикатором  - динамический.

На рисунке 1 показана структура блока индикации.

 

Рисунок 1. Структурная схема блока индикации.

 

3.2 Подсистема аналогового ввода данных с датчиков.

Значение с датчика с помощью АЦП будет преобразовываться в цифровой код и поступать в микропроцессор. Структурная схема блока ввода и оцифровки представлена на следующем рисунке:

 

Рисунок 2. Структурная схема блока ввода и оцифровки данных.

 

3.3 Пульт управления.

Пульт управления будет включать в себя  две кнопки:

- кнопка «Сброс»;

- кнопка «Пуск».

Кнопка «Сброс» предназначена для установки МП в начальное состояние.

Кнопка «Пуск» предназначена для формирования команды ОЭВМ о начале процесса управления изменением температуры по заданному закону.

 

Рисунок 3. Структурная схема пульта управления.

 

Общая структурная схема, разрабатываемой МПС приведена на рисунке 4.

 

 

Рисунок 4. Структурная схема, разрабатываемой МПС.

Д1..Д7 – датчики;

АК – аналоговый коммутатор (К590КН6)

АЦП - аналого-цифровой преобразователь;

Сброс – кнопка сброса;

МК – микроконтроллер;

RG – буферный регистр;

ША – шина адреса;

ШД – шина данных.

Устройством сопряжения для ввода в МПС аналогового сигнала является блок ввода и оцифровки. В его состав входят:

• источник аналогового сигнала — датчик;
• усилитель входного аналогового сигнала, преобразующий уровни исходного аналогового сигнала, поступающего с датчика, в уровни, необходимые для нормальной работы АЦП;
• аналого-цифровой преобразователь (АЦП), выполняющий преобразование входного аналогового сигнала в цифровую форму;

Для управления МПС будут использоваться 2 кнопки: «сброс» и «измерение». Сигнал от кнопки сброса подается на вход МК – RST, сигнал от кнопки «Пуск» - МК порт P3.0, P3.1.

 

В данном устройстве используются внутренняя память программ и данных и внешние микросхемы памяти ОЗУ и ПЗУ. Для того чтобы сообщить микроконтроллеру о включении внутренней памяти программ, необходимо на вход ЕА подать уровень логической единицы. При обращении к внешней памяти программ будет формироваться сигнал разрешения внешней памяти программ PSEN (активный уровень низкий), который выполняет функцию сигнала чтения при обращении к ПЗУ.

Микроконтроллер AT89C51 имеет совмещенную шину адреса и данных. Поэтому для выделения младшего байта адреса необходимо использовать внешний регистр, запись информации в который будет происходить по стробу адреса внешней памяти ALE.

Для обслуживания прерываний в микроконтроллере имеется два входа на запрос прерывания INT0 и INT1.

Для связи разрабатываемой МПС с внешними устройствами возможно применение отдельных регистров с соответствующими дешифраторами адресов.

Таблица 1:

 

Функциональная схема представлена в Приложении А.

4. Разработка карты распределения адресов

Размещение ОЗУ и ПЗУ в МК-51.

Карта памяти для ОЗУ: 

 

ОЗУ	А15	А14	А13	А12	А11	А10
ОЗУ 0	0	0	0	0	0	0
ОЗУ 1	0	0	0	0	0	1

 

Карта памяти для ПЗУ:

 

    

ПЗУ	А15	А14	А13	А12	А11
ПЗУ 0	1	0	0	0	0

5. Выбор элементной базы и разработка схемы электрической принципиальной.

Разрабатываемая МПС содержит следующие аппаратные средства:

        1. Модуль центрального процессора (ЦП)

        2. Модуль ввода аналоговых сигналов

        3. Модуль ОЗУ и ПЗУ

Важнейшей частью  разрабатываемой МПС является микропроцессорный блок на базе микроконтроллера МК-51. В состав этого блока входят следующие элементы:

 

- Микроконтроллер AT89C51, совместимый с МК-51;

- Регистр защелка К555ИР22;

- Кнопка  «Пуск»;

- Кнопка «Сброс».

Основные характеристики микроконтроллера  АТ89С51:

- восьмиразрядный ЦП, оптимизированный для реализации функций управления;

- встроенный тактовый генератор;

- адресное пространство памяти программ - 64 К;

- адресное пространство памяти данных - 64 К;

- внутренняя  память программ - 4КБ (FLASH-память);

- внутренняя память данных - 128 байт;

- дополнительные возможности по выполнению операций булевой алгебры (побитовые операции);

- 32 двунаправленные и индивидуально адресуемые линии ввода/вывода;

-2 шестнадцатиразрядных многофункциональных таймера/счетчика;

- полнодуплексный асинхронный приемопередатчик;

- векторная система прерываний с двумя уровнями приоритета и шестью источниками событий.

Условное графическое обозначение и расположение выводов микросхемы AT89C51 показаны на рисунке 5.

 

 

Рис. 5.  Условное графическое обозначение и назначение

выводов микросхемы AT89C51

Назначение выводов микросхемы AT89C51:

GND - потенциал общего провода («земли»);

Vсс - основное напряжение питания +5В;

XTAL1, ХTAL2 - выводы для подключения кварцевого резонатора;

RST - вход общего сброса микро-ЭВМ;

PSEN - разрешение внешней памяти программ; выдается только при обращении к ПЗУ;

ALE - строб адреса внешней памяти;

ЕА - отключение внутренней программной памяти;

Через порт 0 (в мультиплексном режиме) выводится младший байт адреса, а также выдается и принимается в микроконтроллер байт данных при работе с внешней памятью программ/данных. Задаются данные при программировании внутренней памяти программ и читается ее содержимое;

Через порт 2 выводится байт старший байт адреса внешней памяти программ и данных, а также задаются старшие разряды адреса при программировании и верификации УФРПЗУ;

Порт 1 предназначен для задания младшего байта адреса при программировании и проверке ПЗУ микросхемы.

Порт 3 имеет следующие альтернативные функции:

Р3.7 - строб чтения из внешней памяти данных (Read Data for External Memory);

P3.6 - строб записи во внешнюю память данных (Write Data for External Memory,  )

P3.5 - внешний вход T/C1 (Timer/Counter 1 External Input, T1);

P3.4 - внешний вход T/C0 (Timer/Counter 0 External Input, T0);

P3.3 - вход внешнего прерывания 1 (External Interrupt 1 Input Pin,  );

P3.2 - вход внешнего прерывания 0 (External Interrupt 0 Input Pin,  );

P3.1 - выход данных передатчика последовательного порта (Serial Port Transmit Pin, TxD);

P3.0 - вход данных передатчика последовательного порта (Serial Port Receive Pin, RxD).

Каждый порт является фиксатором - защелкой и может адресоваться как побайтно, так и побитно.

 

Для работы МП необходимо наличие в составе МПС генератора тактовых сигналов, вырабатывающего тактовые импульсы для синхронизации работы МП и других компонентов МПС. В ОЭВМ MCS-51 имеется встроенный генератор тактовых импульсов. Частота внутреннего ГТИ определяется кварцевым резонатором, подключаемым к выводам ХTAL1 и ХTAL2. Выбираем кварцевый резонатор с частотой fBQ=12 МГц.

Для реализации регистра – защёлки выбираем выполненный по биполярной технологии буферный регистр с потенциальным управлением КР555ИР22, условное графическое обозначение см. рис. 6. Основой микросхемы является 8-разрядный регистр-защелка со статическим синхронным входом «С». Запись данных в регистр разрешена при С=1. В противном случае регистр находится  в режиме хранения. На выходе регистра имеется буфер с тремя состояниями, управляемый сигналом OE# (Output Enable). Если управляющий сигнал OE# активен, то данные  регистра передаются на выход микросхемы. При OE#=1 выходной буфер закрыт и находится в состоянии с большим сопротивлением. Буфер обеспечивает  выходной ток до 0,026А и емкость нагрузки до 300пФ.

 

Рис. 6. Условное графическое изображение МС КР555ИР22.

Электрические характеристики микросхемы:

 

Разрядность информационного слова …………………………….8

Мин. выходное напр. высокого уровня, В ……………………….2.4

Макс. выходное напр. низкого уровня, мВ………………………500

Макс. входной ток высокого уровня, мкА ………………………..20

Макс. входной ток низкого уровня, мкА………………………….400

Макс. ток потребления, мА …………………………………………40

Макс. время задержки включения, нс……………………………..47

Макс. время задержки выключения, нс……………………………36

Напр. источника питания, В…………………………………………..5

Допуст. отклон. напр. источника питания, %………………………5

ПРЕДЕЛЬНО-ДОПУСТИМЫЕ РЕЖИМЫ :

 Макс. выходной ток высокого уровня, мА……………………….2.6

 Макс. выходной ток низкого уровня, мА………………………….12

 Макс. тактовая частота, МГц……………………………………….35

 Т+min max °C :………………………………………………….-10 +70

 Наработка на отказ, т.ч. :……………………………………………50 .

Кнопка «Сброс» (RST)   реализована с помощью супервизора MCP1316 (рис.7)

 

Рис. 7. Супервизор MCP1316.

 

Рис. 8. Схема подключения к МК и характеристики супервизора.

 

К супервизору подключена кнопка P9-1B. Данная кнопка без фиксации OFF-(ON). Условное изображение приведено на рисунке 8.

 

Рис.9. Кнопка P9-1B.

 

Кнопку «Пуск» надо сделать на основе микросхемы К555ТМ2  для подавления дребезга  (рисунок 10).

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 10. Микросхема К555ТМ2 .

Микросхема К555ТМ2 (рис. 16) содержит два D-триггера. Триггер D-типа имеет вместо входов J и К один вход D. По входам R и S .D-триггер работает так же, как и JK-триггер. Если на входе D лог. 0, по спаду импульса отрицательной полярности на входе С триггер устанавливается в нулевое состояние, при лог. 1 на входе D по спаду импульса отрицательной полярности на входе С триггер устанавливается в единичное состояние. Для получения режима счетного триггера вход D соединяют с инверсным выходом триггера, в этом случае триггер меняет свое состояние на противоположное по спадам входных импульсов отрицательной полярности.

Предельная частота функционирования триггера  К555ТМ2 - 25 МГц. У микросхемы КР531ТМ2  следующие параметры:

Электрические характеристики микросхемы :

Напр. источника питания, В……………………………………5

Допуст. отклон. напр. источника питания, %………………. 5

Мин. выходное напр. высокого уровня, В………………….2.7

Макс. выходное напр. низкого уровня, мВ………………..500

Макс. входной ток высокого уровня, мкА………………….60

Макс. входной ток низкого уровня, мА…………………….1.2

Макс. ток потребления, мА……………………………………8

Макс. время задержки включения, нс………………………40

Макс. время задержки выключения, нс…………………….25

Предельно-допустимые режимы:

Макс. выходной ток высокого уровня, мкА………………400

Макс. выходной ток низкого уровня, мА…………………….8

Т+min max °C :……………………………………………-10 +70

Наработка на отказ, т.ч. :…………………………………….50

 

Вывод информации о времени работы МПС выводится на ССИ. ССИ в данном проекте будет на микросхеме АЛC324Б.

Технические параметры АЛC324Б.

 

Рис.11 – Семисегментный индикатор.

 

Рис.12 - Семисегментные индикаторы с общими катодами

 

Операционный усилитель К140УД18

Операционный усилитель – усилитель постоянного тока с дифференциальным входом и, как правило, единственным выходом, имеющий высокий коэффициент усиления. ОУ почти всегда используются в схемах с глубокой отрицательной обратной связью, которая, благодаря высокому коэффициенту усиления ОУ, полностью определяет коэффициент передачи полученной схемы.

 

Рис.15. Условное изображение усилителя К140УД18

Номиналы R₂=R₅=R₈=R₁₁=R₁₄=R₁₇=R₂₀= 20 кОм

R₄=R₇= R₁₀=R₁₃=R₁₆= R₁₉=R₂₂= 10 кОм

К_ус = 20кОм/10кОм+1=3

R₃= R₆=R₉=R₁₂=R₁₅=R₁₈= R₂₁= (10кОм*20кОм)/(10кОм+20кОм)= 7кОм

 

 

Микросхема К590КН6.

 

 

 

 

Рис.16 – Условное графическое обозначение К590КН6

 Аналоговый мультиплексор 8 линий в одну.

 Назначение выводов:

 I0-I7 - аналоговые входы (выходы).

 Out -   аналоговый выход (вход).

 A,B,C - адрес (выбор соединения).

 En - разрешение: En=L - выход изолирован от входов; En=H - выход соединен с адресуемым входом.

 E+ положительное напряжение питания (+15 в).

 E- отрицательное напряжение питания (-15 в).

 Gnd- общий вывод (цифровая земля).

АЦП К1113ПВ1

 

Условное графическое обозначение

Назначение выводов:  1 - девятый разряд;  2 - восьмой разряд;  3 - седьмой разряд;  4 - шестой разряд;  5 - пятый разряд;  6 - четвертый разряд;  7 - третий разряд;  8 - второй разряд;  9 - первый разряд;  10 - напряжение питания Uп1;  11 - гашение и преобразование;  12 - напряжение питания -Uп2;  13 - вход аналоговый;  14 - аналоговая "земля";  15 - управление сдвигом нуля;  16 - цифровая "земля";  17 - готовность данных;  18 - десятый разряд (младший);

Электрические параметры
 
 

1	Номинальное напряжение питания      Uп1     Uп2	5 В  5 %  -15 В  5 %
2	Выходное напряжение низкого уровня	не более 0,4 В
3	Выходное напряжение высокого уровня	не менее 2,4 В
4	Напряжение смещения нуля в однополярном и биполярном режимах от полной шкалы	0,3%
5	Ток потребления      от источника питания Uп1     от источника питания Uп2	не более 10 мА  не более 18 мА
6	Входной ток высокого (низкого) уровня	40 мкА
7	Ток утечки на выходе	40 мкА
8	Время преобразования	не более 30 мкс
9	Нелинейность от полной шкалы      1113ПВ1А	0,075%
10	Абсолютная погрешность преобразования в конечной точке шкалы от полной шкалы	0,4%

Предельно допустимые режимы эксплуатации

1	Напряжение питания      Uп1     Uп2	4,75...5,25 В  -15,75...-14,25 В
2	Диапазон входного напряжения      однополярного      биполярного	-0,5...+10,5 В  -5,5...+5,5 В
3	Входное напряжение      высокого уровня      низкого уровня	2...4,5 В  0...0,6 В
4	Выходной ток      высокого уровня      низкого уровня	0...0,5 мА  0...3,2 мА
5	Температура окружающей среды      К1113ПВ1(A-B)	-10...+70 ° C

 

Субмодуль памяти ОЗУ и ПЗУ по заданию составляет 2Кх8,микросхема ОЗУ выбрана КР132РУ2А с объемом 1Кх1 поэтому в схеме модуля памяти будем использовать 16 микросхем. ПЗУ разработана на основе микросхемы К573РФ42 с объемом 4Кх8 в модуле памяти используем одну микросхему ПЗУ.

 

Шинный формирователь КР580ВА86

 

 

 

Рис 17 – Условное графическое обозначение КР580ВА86

 

 

Таблица 2

Каждая микросхема состоит из шестнадцати одинаковых функциональных блоков и схемы управления. Блок содержит два разнонаправленных усилителя-формирователя. При помощи схемы управления производится разрешение передачи (управление 3-м состоянием выходов) и выбор направления передачи информации.
В зависимости от состояния управляющих сигналов ОЕ и Т микросхемы _могут работать в режиме передачи А->В,В, В.В-+А или в режиме «выключено»:
при ОE = 0, Т=1— направление передачи A->В,B;
при ОE=0, Т = 0 — направление передачи В,В->-А;
при 0E = 1, Т = Х — на выводах А,В,В — 3-е состояние, где X— безразличное состояние.
При этом выводы А подсоединяются к_ местной процессорной шине, а выводы В,В, имеющие большую нагрузочную способность, — к системной шине. Для 16-разрядной шины данных следует подключать две микросхемы КР580ВА86 или КР580ВА87.

 

Рис 18 – Временная диаграмма ШФ

Сигнал разрешения передачи ОЕ поступает с выхода DENчерез инвертор, а сигнал выбора направления передачи Т — непосредственно с выхода DT/Rконтроллера шины.

Таблица 4

Таблица 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОЗУ КР132РУ2А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица истинности

 

 

 

 

Временные диаграммы записи и считывания

 

 

 

 

 

 

ПЗУ К573РФ22

 

Классификационные параметры

 

 

 

 

Временная диаграмма м/с

 

 

Назначение выводов м/с

 

 

 

Таблица истинности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Логический элемент ИЛИ (К555ЛЛ1)

 

 

Логический элемент И (К555ЛИ1)