Разработка 2 вариантов формирователя аналогового напряжения сложной формы

                                                            

                                                        
 
 
 
 
 
 
 
 

Преобразование  логических функций в базис И-НЕ 

; 

; 

; 

; 

; 

; 

; 

; 

; 

; 

; 

;  

; 

; 

; 

. 
 
 

Принципиальная  схема преобразователя кода на элементах  И-НЕ и НЕ  представлена на рис 2.4. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 

Рис 2.4   Принципиальная схема преобразователя  кода на элементах  И-НЕ и НЕ. 
 
 
 
 

5.       Расчет числа корпусов микросхем и потребляемой мощности. 

     Определим  число микросхем  q , необходимое для реализации схемы.

При этом будем  считать, что двухвходовый элемент 2И-НЕ занимает 1/4 корпуса микросхемы К555ЛА3, трехвходовый элемент 3И-НЕ - 1/3 корпуса  микросхемы К555ЛА4, четырехвходовый элемент 4И-НЕ – 1/2  корпуса микросхемы К555ЛА1, инвертор – 1/6 корпуса микросхемы К555ЛН1, счетчик К155ИЕ5 – 1 корпус.

     Неиспользуемый  элемент 4И-НЕ схемы ПК (рис  2.4) применим в схеме управляемого  счетчика (рис 2.3)  в качестве  элемента 3И-НЕ , что позволит сократить общее количество корпусов микросхем.

Получим :     

 

Максимальная  потребляемая мощность составит 

мВт. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

III.                           Программный способ реализации. 
 

1.     Структурная схема микропроцессорной системы. 
 
 

 

Рис. 1.4    Структурная схема микропроцессорной  системы 
 

Система состоит  из микропроцессора МП, генератора тактовых импульсов ГТИ, ОЗУ и  ПЗУ, устройства ввода-вывода информации и ЦАП. Цифровую обработку информации по программе, определяемой алгоритмом вычислений и хранящейся в ОЗУ, выполняет микропроцессор.

Устройство ввода - вывода содержит порт ввода, через  который в микропроцессор вводятся управляющие сигналы х₁  и х₂ , и порт вывода, через который в ЦАП выводятся восьмиразрядные коды Y. 
 
 
 
 
 
 
 
 

11.

3.       Инициализация микропроцессорной системы 

Организация стека.

Стековая память микропроцессорной системы представляет собой область ОЗУ, которая управляется  указателем стека . В начале программы в указатель стека записываем начальный адрес вершины стека. 

Программирование  устройства ввода вывода.

Согласно заданию  в разрабатываемой микропроцессорной  системе должны быть предусмотрены  ввод управляющих сигналов х₁ , х₂ и вывод сигналов преобразователя кода  y₁... y₈ . Для ввода и вывода рекомендуется использовать  параллельный периферийный адаптер ППА (микросхема типа К580ВВ55), содержащий 4 независимых порта ПА, ПВ, ПС_0-3 и ПС_4-7 . ППА программируется с помощью 8-разрядного управляющего слова, выводимого из микропроцессора в регистр управляющего слова (РУС). Управляющее слово имеет формат 

                                       1   0   0    D₄     D₃     0    D₁    D₀ 

                                                       ПА   ПС_4-7      ПВ   ПС_0-3 

Для настройки  данного порта на ввод данных необходимо сделать соответствующий разряд равным 1, на вывод - 0. 
 

Индивидуальный  вариант использования портов ППА  задан разрядом  D : 

 

Таким образом  управляющее слово будет иметь  вид : 1 0 0 0  0 0 0 1 _{( 2 )} = 81 ₍₁₆₎ . 
 

Адреса портов, которые фигурируют в командах программы, зависят от схемы подключения  ППА к шинам микропроцессорной  системы. Вариант подключения определяется разрядом E кода задания. 
 

 
 
 
 
 
 
 
 

14. 
 
 

 
 

 Рис. 1.8     Схема подключения ППА к шинам  микропроцессорной системы . 
 
 

ППА выполняет  функции ввода - вывода при  =0, а при =1 - отключается.

Поэтому в коде 8-разрядного адреса ППА   А₇ , А₆ , А₅ , А₄ , А₃ , А₂ , А₁ , А₀ необходимо принять А₃=0. Разряды А₁ и А₀ определяют выбор порта ПА, ПВ, ПС или регистра управляющего слова РУС в той или иной команде микропроцессора согласно таблицы 1.4 : 

                                                                                                                   Таблица 1.4

 
 

_{Таким образом получим  следующие адреса портов и РУС.} 

_{ПА:    1111 0100 ( 2 )  = F4 (16 )                   ПВ:    1111 0101 ( 2 )  = F5 (16 )} 

_{ПА:    1111 0110 ( 2 )  = F6 (16 )                   РУС:    1111 0111 ( 2 )  = F7 (16 )} 
 
 
 
 

_15.

4. _{Составление программ и подпрограмм процесса вычислений.}

 

_{Распределение памяти и регистров микропроцессора производится в соответствии с буквой   F  кода задания :} 

_{Распределение памяти и регистров.} 

 
 

Расчет константы  V : 

Длительность  полочки  Т_С аналогового напряжения  (рис.1.2) задается буквой С кода задания. Она определяется временем выполнения одного цикла программы, т.е. общим числом тактов N  в цикле и тактовой частотой МП   Т_С=N/f_Т .

При  х₁ = х₂ =1 цикл содержит команды программы формирователя от CALL 8050 до JMP 800A , включая команды подпрограммы ПК  и   вр. задержки.

Тогда :

             

N = N_ПК + N_ВЗ + N_СЧ = 220 + (24 + 4r)V

где:  V- число внутренних циклов в подпрограмме временной задержки;

         r - число пустых команд.

Для обеспечения  заданной задержки должно быть Т_С=N/f_Т откуда получаем: 

При =2МГц.  и r = 4   имеем    V=59995₍₁₀₎ = ЕА5А₍₁₆₎ . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

16.

Программа формирователя.