Документ: Методические указания к курсовой работе по дисциплине Цифровые интегральные схемы и микропроцессоры. Кондусов В.А, страницы 4-7

На структурной схеме МПУ необходимо отобразить распределение линий портов ввода-вывода и их связи с датчиками и исполнительными устройствами объекта управления. Следует выбрать типы используемых датчиков и исполнительных устройств по крайней мере на уровне физических принципов их работы и определить необходимость использования в схеме дополнительных

устройств согласования по уровням, импедансам и видам сигналов (аналоговый или цифровой).

На структурной схеме должны быть изображены все органы управления (кнопки, клавиатура) и отображения (светодиоды, лампочки, цифровые индикаторы) и их связи с портами ВВ.

Схема алгоритма должна быть составлена с учетом архитектуры и системы команд конкретного МК. Для такого алгоритма каждому его блоку соответствует одна-две (в отдельных случаях три) команды на языке Ассемблера.

С целью удобства отработки, модернизации и исключения множества ошибок, программу целесообразно хорошо структурировать, что в частности подразумевает широкое использование подпрограмм. Структурирование осуществляется на этапе алгоритмизации задачи.

Обратите внимание на проблему сбоев («зависаний») программы и возможных последствий сбоев для ТП (например, допустимо ли при перезапуске программы повторение уже выполненных до сбоя операций в ТП?).

Протокол обмена информацией между МП и объектом управления необходим для разработки детального алгоритма и программы в части сопряжения МПУ и объекта управления на программном уровне. Протокол может быть составлен в виде таблицы или в описательной форме и содержит специфику и подробности действий МП при считывании показаний датчиков (опрос, прерывания, ожидание, согласование по быстродействию, подтверждение и т.п.) и передаче управляющих сигналов на исполнительные устройства.

Карта памяти в случае использования МК должна содержать сведения о назначении используемых ячеек ОЗУ (РОНов), а также начальные установки специальных регистров, определяющие режимы работы всех узлов МК.

В первой части программы на языке Ассемблера («шапка программы») необходимо с помощью директив задать все необходимые параметры для ассемблирования, определить требуемые ячейки, присвоить имена константам и выполнить начальные установки специальных регистров. Пример такой «шапки» приведен в [6].

Инструкция по эксплуатации МПУ должна содержать все указания по действиям оператора при запуске устройства и в аварийных ситуациях. Особое внимание обратите на процедуру ввода исходных данных в МП и проверку работоспособности МПУ.

Актуальность проблемы проверки работоспособности МПУ обусловлена тем, что использование традиционных приборных методов контроля (с применением вольтметров, осциллографов, генераторов и т.п.) неэффективно для программируемых устройств, в которых определяющим показателем работоспособности является выполнение заданного алгоритма. В этих условиях в качестве встроенных средств контроля могут быть рекомендованы резидентные программы контроля, имитирующие на программном уровне взаимодействие МПУ с объектом управления, а в качестве инструментальных средств контроля = специальные технологические стенды.

Конструкция (схемотехника) устройства может быть достаточно простой и содержать набор выключателей и переменных резисторов, имитирующих дискретные и аналоговые датчики, а также индикаторы (световые, звуковые), имитирующие срабатывание исполнительных устройств.

В методике проверки работоспособности МПУ с использованием технологического стенда следует привести переднюю панель стенда с органами управления и индикации, определить требования к стенду по имитации датчиков и исполнительных устройств и описать последовательность действий оператора.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Примерный перечень тем для курсовой работы

Автоматизация технологического процесса сортировки изделий
Проектирование цифрового устройства для формирования и подсчёта импульсов
Сборка статора конденсатора переменной емкости (КПЕ)
Пайка печатной платы с двусторонним монтажом (дозаторы флюса, олова, температура, время выдержки, позиционирование и др.)
Намотка катушек индуктивности
Контроль качества изображения телевизионного приемника
Формовка выводов электрорадиоэлементов (в том числе обрезка)
Металлизация керамики серебром (закон регулирования температуры)
Пайка стеклянных соединителей микроэлементов
Автоматизация технологического процесса изготовления деталей из пластмасс
Автоматизация технологического процесса гальванопокрытий (температура, концентрация, время, транспортировка, отмывка, сушка)
Автоматизация сверлильного станка для сверления отверстий в печатной плате (скорость прямого хода, регулирование скорости вращения, управление заменой сверл, позиционирование)
Намотка обмоток трансформатора (набор скорости, шаг, натяжение, останов)
Герметизация изделий РЭС компаундами (дозирование, температура, выдержка, охлаждение, разъем поверхностей)
Напыление пленок (управление испарителем, время, контроль толщины пленки)
Обработка подложек шлифованием, полированием
Изготовление магнитопроводов
Литье (разогрев сплава, формы, транспортировка формы, подача жидкого металла, заливка, охлаждение, извлечение)
Автоматизация процесса отжига магнитопроводов из пермаллоя (температура, время, среда – инертный газ или вакуум)
Штампование
Механическая обработка на станке с ЧПУ
Лакокрасочные покрытия

Приложение 2 Технические характеристики современных микроконтроллеров

В информации, по техническим характеристикам МК, представленным ниже приняты следующие сокращения: CAN - межконтроллерный сетевой интерфейс; СО выход тактового сигнала; DMA - прямой доступ к памяти; DPTR - регистр указателя адреса данных; GSC - глобальный последовательный канал; ISP внутрисхемное программирование; I²С - двухпроводная двунаправленная шина; MPSC - мультипротокольный последовательный интерфейс; OFD -система обнаружения пропадания тактового сигнала; OSD-контроллер -контроллер вывода информации на экран; PBI - шина межпроцессорного интерфейса; РСА - массив программируемых счетчиков; SCC - контроллер интеллектуальных карт; UART -универсальный асинхронный последовательный приемопередатчик; UPI - универсальный периферийный интерфейс; WDT - сторожевой таймер; АЦП - аналого-цифровой преобразователь (число входов х число разрядов, бит); ШИМ - широтноим- пульсный модулятор (число выходов  число разрядов); ЭМП - электромагнитные помехи. Корпус: D - DIP, L - LCC, Q - QFP, S — SSOR SOIC.

Таблица П.2.1

Восьмиразрядные CISC-MK семейства MCS-51 фирмы Intel

МК	Максимальная тактовая частота, МГц	ПЗУ/ППЗУ, Кбайт	ОЗУ, байт	Таймеры/ счетчики	Число линий ввода/вывода	Другая периферия, особенности	Рабочий интервал температур, С	Корпус (тип, число выводов)
8ХС51ВН,80С31ВН	24	4	128			-	-40 +85	D40 L44, Q44
8хС52, 80хС32	24	8	256	3	32	-	-40.. +85	D40, L44, Q44
8хС54	33	16	256	3	32	-	-40 +85	D40, L44, Q44
8хС58	33	32	256	3	32	-	-40 +85	D40, L44, Q44
8xC5xL	24	8..32	256	3	32	Низковольтные варианты 8хС52/54/58	-40 +85	D40, L44, Q44
8xC51FA	24	8	256	3+РСА	32	-	-40 +85	D40, L44, Q44
8хC51FB	24	16	256	3+РСА	32	Четыре уровня прерывании, СО	-40 +85	D40, L44, Q44
8xC51FC	24	32	256	3+РСА	32	Четыре уровня прерываний, СО	-40. +85	D40, L44, Q44
8xL51Fx	16	8..32	256	3+РСА	32	Низковольтный вариант	-40. +85	D40, L44, Q44
8xC51RA	24	8	512	3+PCA+ WDT	32	Четыре уровня прерываний, СО	-40 . +85	D40, L44, Q44
8xC51RB	24	16	512	3+PCA+WDT	32	Четыре уровня прерываний, СО	-40. +85	D40, L44, Q44
8xC51RC	24	32	512	3+PCA+ WDТ	32	Четыре уровня прерывании, СО	-40 +85	D40, L44, Q44
8xC51GB	16	8	256	3+2PCA+ WDT	48	OFD,CO	-40 +125	L68
8xC152JA, 8xC152JC	16.5	8	256	2	40	2 DMA, MPSC	0 +70	D48, L68
80C152JB, 80C152JD	16 5	-	256	2	56	2 DMA, MPSC	0 +70	L68

Примечание. Все МК оснащены приемопередатчиком UART a 8xC 152JA-80C152JD - еще и каналом GSC; MK 8xC51GB имеет встроенный восьмиразрядный АЦП. Напряжение питания МК 8xC5xL, 8xL51Fx 2,7- 3,6В; всех остальных модификаций 4-6В

Таблица П.2.2

Восьмиразрядные CISC-MK с FLASH-памятъю фирмы Philips

МК	Макс, тактовая частота, МГц	Flash-память, Кб.	ОЗУ, байт	Таймеры/ счетчики		Другая периферия, особенности	Рабочий интервал температур,С	Корпус (тип, число выводов)
89С51	33	4	128	2	32	2 DPTR, 4 уровня прерываний, СО	-40…+85	D40, L44, Q44
89С52	33	8	256	3	32	2 DPTR, 4 уровня прерываний, СО	-40… +85	D40, L44, Q44
89С54	33	16	256	3	32	2 DPTR, 4 уровня прерываний, СО	-40… +85	D40, L44, Q44
89C51RA+	33	8	512	3+PCA+WDT	32	Н3, ISP 2 DPTR, 4 уровня прерывании, СО	-40… +85	D40, L44. Q44
89C51RB+	33	16	512	3+PCA+WDT	32	Н3, ISP, 2 DPTR, 4 уровня прерываний СО	-40… +85	D40, L44, Q44
89C51RC+	33	32	512	3+PCA+WDT	32	Н3, ISP. 2 DPTR, 4 уровня прерываний, СО	-40… +85	D40, L44, Q44
89C51RD+	33	64	1024	3+PCA+WDT	32	Н3, ISP, 2 DPTR, 4 уровня прерывании, СО	-40… +85	D40, L44, Q44
89C51RB2	33	16	512	3+PCA+WDT	32	Н3, ISP, 2 DPTR, 4 уровня прерываний, СО	-40… +85	D40, L44, Q44
89C51RC2	33	32	512	3+PCA+WOT	32	Н3, ISP 2 DPTR. 4 уровня прерываний, СО	-40… +85	D40, L44, Q44
89C51RD2	33	64	1024	3+PCA+WDT	32	Н3, ISP, 2 DPTR 4 уровня прерываний СО	-40… +85	D40, L44 Q44
89С138	40	16	256	2	32	-	0…+ 70	D40, L44, Q44
89С238	40	32	256	2	32	-	0…+ 70	D40, L44,
89С535	33	8	512	2	32	-	0…+ 70	L44, Q44
89C536_	33	16	512	2	32	-	0…+ 70	L44, Q44
89С538	33	64	512	2	32	-	0…+ 70	L44, Q44
89С738	40	64	512	3	32	-	0…+ 70	D40, L44, D44
89С739	40	64	512	3	48	-	0…+ 70	L68, Q64
89С838	40	8	256	2	32	-	0…+ 70	D40, L44,
89CE558	16	32	1024	3+ WDT	48	ШИМ 28	-40… +125	Q80

Примечание: Все модификации имеют приемопередатчик UART а 89СЕ558 еще и интерфейс CAN, а также восьмиканальный десятиразрядный АЦП. Особенность МК 89С51RB2-89C51RD2-удвоенная скорость выполнения инструкций. Напряжение питания всех МК 4,5-5,5 В.

Таблица П.2.3

Восьмиразрядные CISC-MK с ПЗУ и ППЗУ фирмы Philips

МК	Макс, такт. частота, МГц	ПЗУ/ ППЗУ, Кбайт	ОЗУ, байт	Таймеры/ счетч.	Число линий ввода/6 ыаода	Последовательные каналы	АЦП	Другая периферия, особенности	Напряжение питания, В	Рабочий интервал температур, °С	Корпус (тип, число выводон)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
8хС51, 80С31	33	4	128	2	32	UART	-	2 DPTR. 4 уровня прерываний, СО	2.7 5.5	-55.. +125	D40, L44 Q44
8xCL51, 80CL31	16	4	128	2	32	UART	-	10 внешних прерываний	1.8 6.0	40.. +85	D40. 144 Q44
8xCL410	12	4	128	2	32	I²С	-	10 внешних прерываний	1,8 .6.0	40.. +85	D40, L44, Q44
8хС52, 80С32	33	8	256	3	32	UART	-	2 DPTR, 4 уровня прерываний, СО	2.7. 5.5	-40.. +85	D40. L44. Q44
8хС54	33	16	256	3	32	UART	-	2 DPTR, 4 ур. прерыв., СО	2.7. 5,5	-40.. +85	D40. L44. Q44
8хС58	33	32	256	3	32	UART	-	2 DPTR. 4 ур. прерыв., СО	2,7. 5,5	-40.. +85	D40. L44. Q44
8хC51FA	33	8	256	3+ РСА	32	UART	-	2 DPTR, 4 ур. прерыв., СО	2,7.5,5	-40.. +85	D40. L44, Q44
8xC51FB	33	16	256	3+ РСА	32	UART	-	2 DPTR, 4 ур. прерыв., СО	2.7 .5,5	-40.. +85	D40, L44, Q44
8xC51FC	33	32	256	3+ РСА	32	UART	-	2 DPTR, 4 ур. прерыв., СО	2.7 5.5	-40.. +85	D40, L44, Q44
8xC51 RA+	33	8	512	3+ РСА+ WDT	32	UART	-	2 DPTR. 4 уровня прерываний, СО	2.7. 5.5	-40 +85	D40, L44. Q44
8xC51 RB+	33	16	512	3+ РСА+ WDT	32	UART		2 DPTR, 4 уровня прерываний, СО	2.7 .5.5	-40.. +85	D40, L44, Q44
8xC51 RC+	33	32	512	3+ РСА+ WDT	32	UART	-	2 DPTR, 4 уровня прерываний, СО	2,7. 5,5	40.. +85	D40, L44 Q44
Продолжение табл. П.2.3
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
8xC51 RD+	33	64	1024	3+ РСА+ WDT	32	UART	-	2 DPTR, 4 уровня прерываний, СО	2,7..5,5	-40. +85	D40, L44 Q44
8xC055, 8xC145, 8xC875	20	16 12 8	256	2	26		38	ШИМ 86, ШИМ 114. OSD-контроллер, буферное ОЗУ дисплея 12810 бит	4.5. 5.5	0 +70	D42
8xC451	16	4	128	2	56	UART	-	PBI	4,5 .5.5	-55 +125	L68
8xC453	16	8	256	2	56	UART	-	PBI	4.5. 5,5	40 +85	L68
8xC524	20	16	512	3+WDT	32	UART, I²C	-	Пониженный уровень ЭМП	4,5.5.5	-40 +85	D40, L44, Q44
8xC528	20	32	512	3+ WDT	32	UART, I²C	-	Пониженный уровень ЭМП	4,5.,5,5	-40 +125	D40, L44, Q44
8xC550	16	4	128	2+ WDT	32	UART	88	-	4,5. .5,5	-40 +125	D40, L44, Q44
8XC552	30	8	256	3+ WDT	48	UART, I²C	810	ШИМ 28	4,5. 5,5	-40. +125	L68, Q80
8xC562	16	8	256	3+ WDT	48	UART	88	ШИМ 28, только ПЗУ-версия	4.5 5.5	-40. +125	L68, Q80
8xC575	16	8	256	3+ PCA+ WDT	32	UART	-	4 аналоговых компаратора OFD	4,5 5.5	-40 +125	D40, L44, Q44
8xC576	16	8	256	3+ PCA+ WDT	32	UART	610	ШИМ 28. UPI. 4 аналоговых компаратора. OFD	4.5 5.5	-40. +125	D40, L44, Q44
8xCL580	12	6	256	3+ WDT	40	UART, I²C	4x8	ШИМ 18	2,5 6	-40.. +85	Q64
8xC652	24	8	256	2	32	UART, I²C	-	-	4,5. 5,5	-40 +85	D40, L44, Q44
8xC654	24	8	256	2	32	UART. I²С	-	Пониженный уровень ЭМП	4,5..5.5	-55 +125	D40, L44, Q44
8xC748	16	2	64	1 (16 бит)	19	-	-	Нагрузочная способность выводов - 10мА	4.5. 5,5	-40. +85	D24, L28, S24
8xC749	16	2	64	1 (16 бит)	21	I²C	58	ШИМ 18	4.5. .5.5	-40 +85	D28. L28, S28
8xC750	40	1	64	1 (16 бит)	19	-	-	Нагрузочная способность выводов- 10мА	4.5 5.5	-40 +85	D24, L28, S24
8xC751	16	2	64	1 (16 бит)	19	I²C	-	Нагрузочная способность выводов- 10 мА	4,5. 5.5	-40 +85	D24, L28, S24
8xC752	16	2	64	1 (16 бит)	21	I²C	58	ШИМ 18	4.5 5.5	-40 +85	D24, L28, S24
8xC754	16	4	256	1 (16бит) + РСА	11	UART		ЦАП 1x8	4.5 .5.5	-40 +85	D24. L28. S24
8xC781, 8xC782	12	16	256	3	32	UART, I²C	-	10 внешних прерываний	1.8 6	-25 +55	D40, Q44
8xC851	16	4	128	2	32	UART		Электрически стираемое ППЗУ (256 байт), нет ОТР (только масочное ПЗУ)	4.5. 5,5	40 . +85	D40, L44, Q44
8xC852	12	6	256	2	16	-	-	Электрически стираемое ППЗУ (2 Кбайт), SCC	4,5 Д5	0 +70	S28
8xC592	16	16	512	3+WDT	48	UART, CAN	810	ШИМ 28	4.5 .5.5	-40 +125	L68
8xC598	16	32	512	3+WDT	48	UART, CAN	810	ШИМ 28	4.5. 5,5	-40 +125	Q80
8xC558	16	32	1024	3+WDT	46	UART, CAN	810	ШИМ 28	4,5.. 5.5	-40. +125	Q80

Материал: Методические указания к курсовой работе по дисциплине Цифровые интегральные схемы и микропроцессоры. Кондусов В.А

Приложение 2 Технические характеристики современных микроконтроллеров

Смотрите также: