• Название:

    УСТРОЙСТВО СБОРА ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ


  • Размер: 0.05 Мб
  • Формат: RTF
  • или
  • Сообщить о нарушении / Abuse

    Осталось ждать: 10 сек.

Установите безопасный браузер



Предпросмотр документа

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. А.Н. Туполева

Радиотехнический факультет

Кафедра радиоуправления

Пояснительная записка к курсовой работе

по предмету

Техника микропроцессорных систем в электрической связи

на тему:

Устройство сбора телеметрической информации

С оценкой измеряемой величины

Выполнил студент гр. 5307

Боровков И.Е.

Проверил

Ассистент каф. РУ Коробков А.А.

КАЗАНЬ · 2001

Содержание

1.ВВЕДЕНИЕ стр.3

2.ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬстр.4

3.ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3. 1 Структурная схемастр.6

3. 2 Описание работы схемыстр.7

3. 3Алгоритм обработкистр.8

3. 4Программа обработки с распределениемкоманд по ячейкам памятистр.9

3. 5Расчет емкости требуемой памятистр.9

3. 6Расчет времени выполнения программыстр.10

4.ЗАКЛЮЧЕНИЕстр.11

5.СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫстр.12

1.ВВЕДЕНИЕ.

Данная курсовая работа направлена на разработку «Устройства сбора телеметрической информации с оценкой измеряемой величины». Устройство сбора информации предназначено для опроса датчиков с проверкой попадания, снятых с них значений, в допустимую область и записи в буфер при необходимости.

Конструктивная реализация устройства включает в себя ряд коммутаторов с подключенными к ним дешифраторами, общий усилитель мощности сигнала, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) и микропроцессорный блок, включающий в себя сам микропроцессор, тактовый генератор и память (ПЗУ и ОЗУ).

Кроме реализации конструкции в данной работе производится проверка на удовлетворение устройства техническим требованиям, таким как: время выполнения программы обработки, опрашивающей систему датчиков.

2.Т Е О Р Е Т И Ч Е С К А Я Ч А С Т Ь

Микропроцессорная система (МПС) - это вычислительная или управляющая система, построенная на основе микропроцессорных средств, применяется автономно или встраивается в управляемый объект

Микропроцессор (МП) - это программно-управляющее средство, осуществляющее процесс обработки цифровой информации и управления им, построенный на одной или нескольких микросхемах.

Слова процессора - разрядность числа, обрабатываемого МП за один шаг

Структура микропроцессора

АЛУ - арифметико-логическое устройство; предназначено для выполнения арифметических или логических операций «И», «ИЛИ», «исключающее ИЛИ», «НЕ».

БРг - блок регистров, предназначенля хранения информации.

УУ - выдает управляющие сигналы всем внутренним блокам, а также во внешние шины.

БИ - блок интерфейса, блок сопряжения.

ША - предназначена для определения адресов ячеек памяти и адресов внешних устройств.

ШД - предназначена для обмена информации между микропроцессором и внут-ренними устройствами.

Архитектура МПС на базе процессора КР580ВМ80А

Микропроцессор 580-ой серии представляет собой однородный микропроцессор с тремя магистралями: однонаправленной 16-ти разрядной магистралью адреса, двунаправленные 8-и разрядные магистрали данных и 12 символами управления. МикроЭВМ построенная на базе этого МП имеет типичную структуру для систем, построенных на однокристальных процессорах.

Упрощенная структурная схема

Здесь, число всевозможных внешних устройств ввода/вывода, имеющих возможность подключения к микропроцессору, не превышает 256.

3.П Р А К Т И Ч Е С К А Я Ч А С Т Ь

3. 1.СТРУКТУРНАЯ СХЕМА

3. 2. ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПА РАБОТЫ СХЕМЫ

Для того чтобы считать с определенного датчика сигнал необходимо выбрать коммутатор и его канал, к которому присоединен датчик. Выбор канала определенного коммутатора осуществляется программным путем. Программа выдает управляющий 8-и разрядный код по ШД, у которого старшие 4 разряда определяют номер коммутатора, а младшие - номер канала коммутатора.

В результате выполнения программы возможна передача по шинам разнообразных значений. Во избежание ложного срабатывания в схеме используется дешифратор, который в момент значения 01Н в шине адреса преобразует общий код управления из ШД в код управления коммутатором и код управления канала. На выходе коммутатор имеет две ветви: 4-х разрядную (для выбора одного из 16-и каналов) и 10-и разрядную (для включения нужного коммутатора, т.е. на каждый коммутатор приходится по одной линии ветви - по одному разряду).

Таким образом, мы включили требуемый коммутатор и выбрали необходимый нам канал, в результате чего сигнал с датчика попадает на АЦП. Предварительно усиленный в 10 раз (т.к. требуется учитывать значение сигнала с точностью до 0.1В) он преобразовывается из аналогового в цифровой, приемлемый для программной обработки. Но для того чтобы программно использовать этот сигнал его нужно считать с АЦП. Для реализации считывания используется подключенный к АЦП дешифратор, который в момент чтения срабатывает на значение шины адреса 02Н и включает АЦП, который в свою очередь выдает в шину данных сигнал, в последствии записываемый в аккумулятор процессора.

Далее происходит программная обработка сигнала и если сигнал удовлетворяет необходимым требования (0,5В - 10,0В или в преобразованном виде 5 - 100), то его значение сохраняется в так называемом буфере по крайней мере до считывания следующего сигнала. Буфер реализуется программным способом, путем использования ячейки памяти с определенным адресом (в нашем случае 801CH).

В дальнейшем программа изменяет общий код управления для опроса следующего датчика и процесс, описанный выше, полностью повторяется до тех пор, пока число опрошенных датчиков не достигнет 150 штук.

3. 3.АЛГОРИТМ ОБРАБОТКИ

3. 4. ПРОГРАММА ОБРАБОТКИ С РАЗБИЕНИЕМ КОМАНД ПО ЯЧЕЙКАМ ПАМЯТИ

8000HMVI B 00000000B7В регистре В формируем номер первого датчика, в котором первые четыре разряда - номер коммутатора, а последние четыре - номер канала8001H8002HMOV A, B5Значение регистра В записываем в аккумулятор8003HOUT 01H10В шину адреса выдаем значение 01Н, а в шину данных - значение аккумулятора (код управления)8004H8005HIN 02H10Считываем значение сигнала с АЦП в аккумулятор8006H8007HCPI 5H7Проверяем, если значение аккумулятора меньше чем число 5, то перейти с команде, записанной в ячейке памяти с адресом 8014Н8008H8009HIM 8014H10800AH800BH800CHCPI 64H7Проверяем, если значение аккумулятора больше числа 100, то перейти к команде, которая записана в ячейке памяти, имеющей адрес 8014Н800DH800EHIP 8014H10800FH8010H8011HSTA 801СH13Записать значение аккумулятора в буфер - ячейку памяти с адресом 801С8012H8013H8014HINR B5Увеличить номер датчика на единицу8015HMOV A, B5Записать его в аккумулятор8016HCPI 10010111B7Проверяем, если номер датчика не равен 151, то перейти к команде, записанной по адресу 8003Н (для обработки следующего датчика)8017H8018HIM 8003H108019H801AH801BHHLT7Завершение программы801СНЯчейка памяти, выступающая в роли буфера

3. 5. Вычислим емкость памяти, используемая записи и работы программы.

Количество ячеек для записи программы:

801DH - 8000H = 1DH16 = 2910

Т.к. одна ячейка памяти имеет емкость 1 байт, то объем требуемой памяти:VK = 29 байт

3. 6. Вычислим время выполнения программы.

Найдем количество тактов, за которое выполняется программа. Для этого сложим тактовое выполнение каждой из команд с учетом числа их повторений:

ТТ = 7 + 5 + (10 + 10 + 7 + 10 + 7 + 10 + 13 + 5 + 5 + 7 + 10)·150 + 7 = 14100.

Примем, что длительность одного такта равна 0.4 мкс, тогда можем вычислить время полного выполнения программы:

Т = ТТ · 0.4 = 14100 · 0.4 = 5640 мкс.

Вычислим частоту F, равную 1/Т

F = 177.3 Гц

Мы получили возможную частоту обработки всей информации равную 177.3 Гц, а частота обновления сигналов не выше 150 Гц. Следовательно, наша программа удовлетворяет начальным требованиям и успевает обрабатывать поступающую информацию без потерь

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполнив работу по разработке «Устройства сбора телеметрической информации с оценкой измеряемой величины» мы, в конечном итоге, получили структурную схему устройства, алгоритм сбора и обработки информации, программу выполняющую этот алгоритм действий и таблицу размещения команд программы по ячейкам памяти микропроцессорного блока.

Основными аппаратными компонентами устройства является, использованные нами, 10 коммутаторов с 16-ю каналами в каждом, дешифратор, преобразующий код управления, поступающий по шине данных, в код выбора нужного коммутатора и код выбора необходимого канала для реализации включения определенного датчика. Так же используется микропроцессорный блок с памятью для обработки и хранения программы, который подключен к объединенному усиленному выходу коммутаторов через аналогово-цифровой преобразователь.

Для данной схемы мы составили наиболее оптимальную программу обработки входных сигналов, которая опрашивает датчики с частотой 177.3 Гц при длительности такта 0.4 мкс, тем самым, имея запас времени 1026 мкс.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Акишин Б.А., Михайлов Б.К., Щербакова Т.Ф. « Проектирование МП устройств обработки информации радиотехнических систем летательных аппаратов.» Учебное пособие, Казань, 1990.

2. «Отладка программ микропроцессора КР580 на учебно-отладочном устройстве ”Электроника 580” ». Методическое указание.

3.Курс лекций по предмету “Техника микропроцессорных систем в электрической связи”.