Бесплатный Банк Рефератов - Разработка сенсора на поверхностно-акустических волнах. Автоматизация измерительной установки

Знание — сила. Библиотека научных работ.
~ Портал библиофилов и любителей литературы ~

Меню

Поиск

Разработка сенсора на поверхностно-акустических волнах. Автоматизация измерительной установки

имеющим собственного интеллекта, задача сразу же существенно усложняется и

часто становится практически невыполнимой. Поэтому в таком случае стоит

подумать о выборе других путей сопряжения.

Этапы преобразования сигналов интерфейса RS-232C на пути от компьютера

к микропроцессору удаленного контроллера достаточно очевидны и

проиллюстрированы рис. 7. Здесь и далее мы считаем, что для сопряжения

через RS-232C используется наиболее распространенная простейшая 4-проводная

линия связи.

Блок преобразователей уровня обеспечивает электрическое согласование

уровней сигналов последовательного интерфейса, формируемых контроллером,

входящим в состав компьютера (±12 В), с уровнями сигналов, присутствующими

в микропроцессорной системе (здесь и далее предполагаем, что в

микропроцессорной системе действуют уровни ТТЛ).

[pic]

Рисунок 7 Организация сопряжения через интерфейс RS-232C.

Блок преобразователя кода переводит последовательное представление

информации в параллельное и наоборот, осуществляя распознавание начала и

конца посылки, синхронизацию приема-передачи битов кадра, слежение за

наличием ошибок, информирование о готовности к выполнению операций и т. п.

Интерфейс шины обеспечивает сопряжение преобразователя кода с

локальной магистралью микропроцессорной системы, осуществляя

двунаправленную передачу данных в соответствии с алгоритмами и временными

соотношениями, принятыми в ней.

Преобразование уровня

Для преобразования уровня сигналов считается целесообразным применение

интерфейсной микросхемы фирмы MAXIM. Она содержит преобразователь

напряжения +5В в напряжение +10В (генератор + умножитель напряжения),

инвертор (преобразующий напряжение +10В в –10В) и собственно

преобразователи уровня сигналов последовательного интерфейса. Большинство

таких микросхем требуют дополнительных элементов (необходимы внешние

конденсаторы), что не является чрезмерной платой за преимущества их

применения.

Преобразование кода

Наиболее просто проблема разрешается в том случае, если в качестве

центрального процессора удаленного контроллера применена однокристальная

микроЭВМ, уже содержащая Универсальной асинхронный приемопередатчик (УАПП).

В качестве примера такой микроЭВМ, можно использовать микросхему

КР1816ВЕ51. Построение преобразователя кода в данном случае сводится к

задействованию встроенного ресурса в соответствии со спецификациями на

примененную микросхему.

Однокристальная микроЭВМ (ОМЭВМ) содержит встроенное ОЗУ памяти данных

емкостью 128 Байт с возможностью расширения общего объема оперативной

памяти данных до 64 КБайт за счет использования внешних микросхем ОЗУ.

Условное графическое обозначение ОМЭВМ показано на рис. 8, а

назначение выводов приведено в табл. 2.

|1 – 8 |P1.0 – P1.7 |8-разрядный |Вход/вых|

| | |двунаправленный порт Р1. |од |

|9 |RST |Сигнал общего сброса |Вход |

|10 – 17 |P3.0 – P3.7 |8-разрядный |Вход/вых|

| | |двунаправленный порт Р3 с |од |

| | |– INT0 | |

| | |– INT1 | |

| | |T0 | |

| | |Т1 | |

|20 |GND |Общий вывод | |

|21 – 28 |P2.0 – P2.7 |8-разрядый двунаправленный|Вход/вых|

| | |порт Р2. Выход адреса А8 –|од |

|29 |PSE |Разрешение программной |Выход |

|30 |ALE |Выходной сигнал разрешения|Выход |

|31 |EA |Блокировка работы с |Вход |

|32 – 39 |P0.7 – P0.0 |8-разрядный |Вход/вых|

| | |двунаправленный порт Р0. |од |

|40 |Ucc |Вывод питания от источника| |

Таблица 2 Назначение выводов процессора МК51

ОМЭВМ содержит все узлы, необходимые для автономной работы:

. центральный восьмиразрядный процессор;

. внутреннюю память данных, объемом 128 Байт;

. четыре восьмиразрядных программируемых канала ввода – вывода;

. два 16-битовых таймера-счетчика;

. систему прерываний с пятью векторами двумя уровнями;

. последовательный интерфейс;

. тактовый генератор.

Система команд ОМЭВМ содержит 111 базовых команд с форматом 1, 2 или 3

байта и представляет большие возможности обработки данных, реализацию

логических, арифметических операций, а также обеспечивает управление в

режиме реального времени.

ОМЭВМ имеет:

. 32 восьмиразрядных регистра общего назначения;

. 128 определяемых пользователем программно-управляемых флагов;

. набор регистров специальных функций.

Регистры общего назначения и определяемые пользователем программно-

управляемые флаги расположены в адресном пространстве внутреннего ОЗУ

данных.

ОМЭВМ при функционировании обеспечивает:

. минимальное время выполнения команд сложения регистр-регистр – 1мкс,

регистр-память – 2 мкс;

. аппаратное умножение и деление с минимальным временем выполнения команд

умножения/деления – 4 мкс.

Расширенная система команд обеспечивает побайтовую и побитовую

адресацию, двоичную и двоично-десятичную арифметику, индикацию переполнения

и определения четности/нечетности, возможность реализации логического

процессора. Отличительной чертой ОМЭВМ является то, что ее арифметико-

логическое устройство (АЛУ) может наряду с выполнением операций над 8-

разрядными типами данных манипулировать одноразрядными данными. Остальные

программно-доступные биты могут быть установлены, сброшены или заменены их

дополнением, могут пересылаться, проверяться и использоваться в логических

вычислениях. Таким образом, благодаря наличию мощного АЛУ и битового

процессора набор инструкций ОМЭВМ замечательно подходит для данного

устройства сопряжения.

Микросхемы КР1830ВЕ51 конструктивно выполнены в 40-выводных

пластмассовых корпусах с двухрядным расположением штырьевых контактов.

Среди прочего, ОМЭВМ содержит следующие узлы:

. Логика ввода – вывода, предназначенная для приема и выдачи сигналов,

обеспечивающих обмен информацией ОМЭВМ с внешними устройствами через

порты ввода/вывода Р0 – Р3.

. Блок Т/С состоит из двух таймеров/счетчиков, предназначенных для подсчеты

внешних событий, получения программно управляемых временных задержек и

выполнения времязадающих функций ОМЭВМ.

. Блок последовательного интерфейса и прерываний предназначен для

организации ввода-вывода последовательных потоков информации и

организации системы прерывания программ.

. Порты Р0 – Р3 являются двунаправленными портами ввода/вывода и

предназначены для обеспечения информацией ОМЭВМ с внешними устройствами,

образуя 32 линии ввода/вывода. Каждый из портов содержит фиксатор-

защелку, который представляет собой восьмиразрядный регистр, имеющий

байтовую и битовую адресацию для установки (сброса) разрядов с помощью

программного обеспечения.

Фиксаторы портов Р0, Р1, Р2, Р3 имеют свои внутренние физические

адреса, как при байтовой адресации, так и при битовой адресации.

Помимо работы в качестве обычных портов ввода/вывода линии портов Р0 –

Р3 могут выполнять рад дополнительных функций, описанных ниже.

Через порт Р0:

. Выводится младший байт адреса А0 – А7 при работе с внешней памятью

программ и внешней памятью данных;

. Выдается из ОМЭВМ и принимается в ОМЭВМ байт данных при работе с внешней

памятью (при этом обмен байтом данных и вывод младшего байта адреса

внешней памяти мультиплексированы во времени);

Через порт Р2:

. Выводится старший байт адреса А8 – А15 при работе с внешней памятью

программ и внешней памятью данных (для внешней памяти данных – только при

использовании команд, которые вырабатывают 16-разрядный адрес)

Каждая линия порта Р3 имеет индивидуальную альтернативную функцию:

. P3.00 – RxD, вход последовательного порта, предназначен для ввода

последовательных данный в приемник последовательного порта;

. P3.1 – TxD, выход последовательного порта, предназначен для вывода

последовательных данных из передатчика последовательного порта;

. P3.2 – INT0 – используется как вход 0 внешнего запроса прерывания;

. P3.3 – INT1 - используется как вход 1 внешнего запроса прерывания;

. P3.4 – T0, используется, как вход счетчика внешних событий Т/С 0;

. P3.5 – T1, используется, как вход счетчика внешних событий Т/С 1;

. P3.6 – WR, строб записи во внешнюю память данных, входной сигнал,

сопровождающий вывод данных через порт Р0 при использовании

соответствующих команд;

. P3.7 – RD, строб чтения из внешней памяти данных, выходной сигнал,

сопровождающий ввод данных через порт Р0 при использовании

соответствующих команд.

Альтернативная функция любой из линий порта Р3 реализуется только в

том случае, если в соответствующем этой линии фиксаторе-защелки содержится

«1». В противном случае на линии порта 3 будет присутствовать «0».

Среди прочих особенностей данной ОМЭВМ особого внимания заслуживают

следующие.

Параллельные порты ввода/вывода.

Для связи ОМЭВМ с объектами управления, для ввода/вывода информации

используются 32 двунаправленные линии. Эти линии сгруппированы в 4 порта по

8 линий в каждом. Каждая линия может быть индивидуальна и независимо

запрограммирована на вход или выход. При использовании линии в качестве

входа необходимо соответствующий бит порта установить в «1». При установке

ОМЭВМ в исходное состояние все линии портов включены в исходное состояние.

Обращение к портам ввода/вывода осуществляется через регистры специальных

функций Р0 – Р3. Обращение производится с использованием команд,

оперирующих с байтами, битом или с комбинацией бит.

В случае использования внешней памяти программ или данных, порт 0

служит для ввода младшего байта адреса внешней памяти, а через Р2 – для

вывода старшего байта вывода внешней памяти, поэтому, когда мы используем

внешнюю память – эти порты заняты. Данные во внешнюю память передаются

через регистр Р0 (рис. 9).

Все выводы порта 3 могут быть использованы для реализации

альтернативных функций. Альтернативные функции могут быть задействованы

путем записи «1» в соответствующие разряды порта «Р3».

В состав ОМЭВМ входят 2 независимых таймера/счетчика Т0 и Т1,

предназначенных для измерения временных интервалов, длительности импульсов

регенерирования периодически повторяющихся прерываний. Каждому

таймеру/счетчику соответствует 16-разрядный таймерный регистр, состоящий из

двух байт (TH0, TL0; TH1, TL1)

Таймеры/счетчики работают в двух режимах (в качестве таймера и

счетчика).

При работе в качестве таймера, содержимое таймерного регистра

увеличивается на единицу в каждом машинном цикле.

Путем программной установки таймерного регистра в исходное состояние и

анализа флага переполнения могут быть реализованы различные временные

задержки в диапазоне 0000-FFFF. Временная задержка, превышающая это

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6

Новости

Мои настройки

Наверх