Выбор внешней памяти программ
Введение
Одной из характерных особенностей нынешнего этапа научно-технического прогресса является все большее применение микроэлектроники. Особое внимание в настоящее время уделяется внедрению микропроцессоров, обеспечивающих решение задач автоматизации контроля и управления. Адаптация микропроцессоров к особенностям конкретной задачи осуществляется в основном путем разработки соответствующего программного обеспечения, заносимого потом во внешнюю или внутреннюю память микроконтроллера. На базе микропроцессоров, микропроцессорных комплектов и микро ЭВМ созданы различные информационно-измерительные системы, диагностические системы, системы контроля и автоматики, автоматизированные системы управления машинами, аппаратами, процессами и так далее. Практика разработки и эксплуатации этих систем показала их высокую эффективность, проявляющуюся в повышении производительности оборудования и аппаратов, в повышении надежности технологических объектов, в снижении потребления энергии и материальных средств. Использование в системах управления и контроля микропроцессоров и микроЭВМ дает возможность выйти на качественно новый этап, так как позволяет автоматизировать широкий класс процессов и объектов, ранее не пригодных для автоматизации.
Описание объекта проектирования
В данном курсовом проекте необходимо спроектировать микропроцессорную систему управления (МПУ) скоростью вращения двигателя постоянного тока (ДПТ). Система МПУ ДПТ должна выполнять следующие функции: поддержание заданной скорости вращения двигателя; индикацию текущей скорости двигателя. Двигатель имеет следующие технические характеристики:
Разработка структурной функциональной схемы устройства
Для осуществления МПУ ДПТ потребуются следующие устройства: однокристальная микроЭВМ; датчик скорости (на эффекте Холла); жидкокристаллический индикатор (ЖКИ); клавиатура; драйвер управления IGBT транзистором. МикроЭВМ (микроконтроллер) обеспечивает управление всей схемой и соответственно позволяет выполнять все заданные функции, т.о. микроконтроллер является основой всего устройства. Датчик скорости служит для определения скорости вращения вала двигателя путём измерения времени между двумя цифровыми сигналами, поступившими с него. ЖКИ и клавиатура позволяют выводить и задавать скорость вращения двигателя, а драйвер управления IGBT транзистором и сам IGBT транзистор делают возможным регулирование скорости ДПТ путём широтно - импульсной модуляции (ШИМ). В основу структурной функциональной схемы МПУ (рисунок 2.1) был положен аппаратно-программный метод реализации алгоритма, предполагающий разработку как программных, так и аппаратных средств. Сюда относятся построения устройств управления с программной логикой на основе микропроцессора. Этот вариант охватывает широкие возможности для применения больших интегральных микросхем (БИС) в аппаратуре устройств защиты и позволяет в наибольшей степени согласовать разрабатываемые аппаратно-программные устройства с особенностями решаемых задач.
Рисунок 2.1 Структурная функциональная схема устройства МК - микроконтроллер ДС - датчик скорости ДПТ - двигатель постоянного тока ЖКИ - жидкокристаллический индикатор
Разработка аппаратного обеспечения Выбор микроконтролера
В качестве центрального узла могут быть применены различные микропроцессоры и микроконтроллеры, например, микропроцессоры I8086, PIC - контроллеры, семейство MCS - 51. В случае использования микропроцессора потребуется подключение большого числа БИС обрамления. Поэтому рациональнее применить микроконтроллер, имеющий интеграцию всех необходимых для работы центрального микропроцессора узлов в одном кристалле. В данном устройстве в качестве управляющего органа будет использована однокристальная микроЭВМ 80С552 фирмы Philips®. Этот кристалл содержит ядро и систему известного микроконтроллера 8051 фирмы INTEL®, но значительно превосходит его набором встроенных аппаратных средств и гибкостью их применения. Из аппаратных средств можно отметить наличие встроенных аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и аналогового коммутатора. Следует также отметить, что данный микроконтроллер требует наличие внешнего ПЗУ. Кристалл 80C552 имеет следующие возможности: . систему команд и архитектуру 8051. При использовании внешнего быстродействующего ПЗУ позволяет применять кварцы до 30 МГц. Нижний порог частоты возбуждения 1,2 МГц; . внутреннее ОЗУ - 256 байт, не считая управляющих SFR регистров; . адресует по шине до 64 кбайт внешнего ПЗУ и столько же дополнительной внешней памяти данных; . два 16 битных таймера Т0 и Т1 стандартной архитектуры от 8051; . дополнительный (плюс к двум стандартным) 16 - битный таймер Т2, сопряженный с 4 встроенными схемами чтения на «лету» и с 3 регистрами сравнения «на лету». Узел защелкивания позволяет аппаратно измерять интервалы на 4 диаграммах дискретных сигналов одновременно. Узел сравнения позволяет аппаратно генерировать одновременно до 8 диаграмм дискретных сигналов; . 10-битный АЦП с 8-ми канальным мультиплексором и схемой выборки-хранения при входе. Время преобразования 37,5 мкс при частоте кварца 16 Мгц. Опорное напряжение задается внешним источником. Аналоговые схемы имеют изолированные от цифровых цепей входы питания плюс Avdd и аналоговый общий Avss. Это позволяет значительно уменьшить шумы. Общий Avss должен подсоединяться внешними цепями к цифровому общему Vss в оптимальной для конкретной схеме точке (уменьшение импульсных шумов из-за бросков тока). Положительное питание Avdd не должно превышать уровень питания цифровых цепей кристалла более чем на 0,7 В. Его следует фильтровать от импульсных помех. На рис. 3.1.1 приведена схема подключения некоторого источника сигнала Vin к одному из 8-ми входов аналогового мультиплексора ADCx. микроконтроллер память программа стабилизатор Рисунок 3.1.1. Схема питания встроенного АЦП
Здесь реализована простая RC-фильтрация питания аналоговых цепей кристалла и опорных напряжений. Предусмотрена защита с помощью диодов входа 80С552 от электрического пробоя при случайном выбросе напряжения на входе Vin. Наилучший динамический диапазон АЦП дают значения опорных напряжений дают значения опорных напряжений равные + AVref = AVdd и - AVref = AVss. При этом опорные напряжения не должны выходить за указанные пределы более чем на 0,2 В. . два независимых 8 - битовых ШИМ генератора с программно регулируемым периодом следования (могут использоваться как выходы ЦАП); . пять стандартных портов ввода-вывода. Из них два использованы как микропроцессорная шина, а остальные имеют альтернативные функции; . сторожевой таймер T3. Условное обозначение 80С552 показано на рисунке 3.1.2.
Рисунок 3.1.2 Условное обозначение 80С552 В таблице 3.1. приведены обозначения и назначение выводов кристалла 80С552.
Таблица 3.1. Назначение и номера выводов 80С552
Выбор внешней памяти программ
Микроконтроллер 80С552 не имеет внутренней памяти программ, поэтому для реализации микропроцессорной системы необходимо использовать внешнюю память программ. Для хранения программы будем использовать ПЗУ типа 27C64. Это перепрограммируемое ПЗУ. Информация стирается с помощью ультрафиолетового облучения кристалла. Основные параметры 27C64 приведены в таблице 3.2.
Таблица 3.2.1. Основные параметры К573РФ5
Рисунок 3.2. Расположение и назначение выводов ПЗУ
Таблица 3.2.2. Назначение выводов ПЗУ
Популярное: Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (164)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |