Сделай Сам Свою Работу на 5

ПРОЕКТИРОВАНИЕ АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ СИСТЕМЫ





 

Основой аппаратной части является микроконтроллер МС68НС11А8.

В нашем случае микроконтроллер будет работать в однокристальном режиме, поэтому на вход MODA нужно подать логический '0', а на вход MODB логическую ‘1’.

Микроконтроллер адресует до 64 Кбайт памяти (адреса $0000-SFFFF), которые делятся на 16 страниц по 4 Кбайта. Полный объем памяти доступен в расширенном режиме, когда к выводам портов В и С подключается внешняя память. В нашем случае используется однокристальный режим работы, поэтому доступна только внутренняя память микроконтроллера: ПЗУ, РПЗУ, ОЗУ, а порты В и С служат для обмена данными с внешними устройствами. Две последние страницы адресного пространства (адреса $EOOO-$FFFF) занимает внутреннее масочное ПЗУ, содержимое которого программируется в процессе изготовления микроконтроллера по заказу пользователя. В ПЗУ будет содержаться наша программа. РПЗУ размещена по адресам SB600-5B7FF и в данном курсовом проекте не используется ОЗУ при начальной установке микроконтроллера (процедура RESET) занимает адресное пространство $0000-$00FF. Распределение адресного пространства памяти микроконтроллера показано на рисунке 5.



 

Рисунок 5 – Карта распределения адресного пространства

 

Служебные регистры определяют конфигурацию и режимы работы микроконтроллера. Содержимое регистра INIT (рисунок 6) определяет старшие четыре разряда адреса (номер страницы) размещения ОЗУ (биты RAM3-RAM0) и блока внутренних регистров (биты REG3-REG0). При начальной установке микроконтроллера биты данного регистра принимают значения RAM3-RAM0 = 0000 (обращение к странице 0), REG3-REG0 = 0001 (обращение к странице 1). В данном курсовом проекте значения, установленные после начальной установки изменяться не будут.

 

RA RA RA RA RE RE RE RE

 

Рисунок 6 – Служебный регистр INIT (адрес $103D)

 

Регистр CONFIG определяет конфигурацию микроконтроллера, разрешая или запрещая использование внутренних ПЗУ, РПЗУ и блока контроля функционирования Регистр OPTION определяет функционирование отдельных блоков микроконтроллера. Содержимое регистров HPRIO, INIT, OPTION записывается непосредственно после начальной установки микроконтроллера и затем может быть только считано. Исключение составляют только разряды PSEL3-PSEL0 в регистре HPRIO и разряды ADPU, CSEL в регистре OPTION, которые могут изменяться в процессе работы микроконтроллера путем записи в эти регистры. Содержимое регистра ONFIG программируется таким же образом, как и содержимое внутреннего РПЗУ, и может изменяться только в процессе программирования. Этим обеспечивается его сохранение при отключении питания. Синхронизация микроконтроллера формируется следующей схемой (рисунок 7).



 

Рисунок 7 - Схема синхронизации микроконтроллера.

 

Резистор R1 имеет номинал 10 МОм , конденсаторы С1, С2 – номинал 24 пФ. ZQ - кварцевый резонатор (частота 4 МГц). Схема синхронизации подключается к выводам XTAL и EXTAL микроконтроллера. Длительность такта микроконтроллера Тс = 1/Ft определяется генератором тактовых импульсов (ГТИ). Частота следования тактовых импульсов Ft задается кварцевым резонатором. При этом частота F, в 4 раза меньше частоты внешнего резонатора или генератора Ft = Fg/4.

Так как микроконтроллер работает в рабочем режиме (однокристальном или расширенном), то в процессе начальной установки при включении питания или поступлении сигнала RESET# = 0 в программный счетчик PC загружаются два байта: старший байт РСН из ячейки памяти с адресом $FFFE, младший байт PCL - SFFFF. Эти байты являются адресом первой команды, выполняемой микроконтроллером после начальной установки. Так как микроконтроллер работает в однокристальном режиме, данные байты выбираются из внутреннего. При включении питания требуется время 4064Тс для запуска ГТИ и начального состояния регистров, после чего начинается нормальная работа микроконтроллера. Для начальной установки по сигналу RESET# его длительность должна быть не меньше 4ТС. В курсовом проекте для обмена данными с внешними устройствами используются параллельные порты A, В, С и E. Порт D не используется.



К контактам порта A (адрес $1000) подключены различные периферийные устройства. К 0-му контакту подключен датчик состояния двери. Когда дверь закрыта, датчик выдает напряжение, соответствующее логической единице. При открытии двери появляется логический нуль. К 3-му контакту подключен светодиод сигнализации, который загорается в случае, если дверь холодильника открыта в течение 4 минут. К 4-му контакту подключен светодиод сигнализации, который загорается в случае невозможности поддержания заданного температурного режима. К 5-му контакту подключен зуммер, который издает звук при сигнализации.

Порт В (регистр PORTB, адрес $1004) используется как 8-разрядный порт вывода данных. Т.к. в регистре управления PIOC установлено значение разряда HNDS = 1, то порт В работает в режиме нестробированного вывода, при котором не происходит формирование стробирующего сигнала на выходе STRB. На четыре первых выхода порта B подключены светодиоды для индикации выбранного температурного режима.

В данном проекте порт С ($1006) служит для ввода температуры с соответствующего датчика.

К порту E ($100A) подключены кнопки задания температурного режима.

В контроллере имеется встроенный таймер. Он реализован на базе 16-разрядного счетчика TCNT (адрес старшего байта $100Е, адрес младшего байта $100F). Этот счетчик запускается при начальной установке микроконтроллера, и после запуска его состояние может быть только считано, например командами LDD, LDX, LDY.

Функционирование таймера определяется 8-разрядными регистрами управления. В данном курсовом проекте таймер используется для периодической генерации запросов прерывания. Для разрешения генерации прерывания реального времени устанавливаем бит RTIIрегистра TMSK2 (адрес $1024) в 1.

Для прерываний используется специальный флаг RTIF в регистре TFLG2 (адрес $1025). Этот флаг принимает значение RTIF = 1 через заданное время Т = 8192TCKt, где величина коэффициента Кt определяется разрядами RTR1-RTR0 в регистре PACTL (адрес $1026). Сброс признака RTIF в состояние 0 производится путем записи соответствующего значения в регистр TFLG2.

Регистры TMSK2, TFLG2 и PACTL представлены на рисунке 10.


 

 
TOI RTII PAOVI PAII PR1 PR0 TMSK2

 

 
DDRA7 PAEN PAMOD PEDGE RTR1 RTR0 PACTL

 

 
TOF RTIF PAOVF PAIF TFLG2

 

Рисунок 10 - Регистры TMSK2, TFLG2 и PACTL

 

Электрическая принципиальная схема устройства управления холодильником представлена на чертеже БГУИ.000701.027Э3.

 

 

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.