Смекни!
smekni.com

Методические указания к курсовому проекту по дисциплине “ (стр. 2 из 5)

· формируется сигнал установки системы в исходное состояние путем подачи на линию начальной установки интерфейса двух прямоугольных импульсов длительностью 30 мкС с интервалом 30 мкС;

· выполняется команда процессора СТОП.

1.3. Реакция системы на внешние события

В системе необходимо предусмотреть следующие линий запроса на внешние прерывания:

INT0 - отказ источника питания;

INT1 - сигнал Xа аварийного датчика ОУ;

INT2 - запрос от пульта управления (прерывание оператора);

INT3 - запрос от ЦВМ верхнего уровня.

Запросы на прерывания приведены в порядке убывания приоритетов (INT0 - высший приоритет). Система должна реагировать на запросы следующим образом:

INT0:

· вырабатывается сигнал установки системы в исходное состояние (см.п.1.2.3) ;

· выполняется команда СТОП.

INT1:

· на пульте управления включается аварийная сигнализация (световая с частотой 2Гц или звуковая с частотой 500Гц);

· на индикацию пульта выдается состояние двоичных датчиков х1, х2, х3, х4 и цифровой код NU1;

· выполняется команда СТОП.

INT2:

· выдается на индикацию значения следующих булевых переменных:

Þ функция f1,

Þ результат сравнения NU<=Q,

Þ значение выражения х1 & х2 & х3 & х4,

Þ значение выражения x1Úx2Úx3Úx4;

· выдается на индикацию значение сохраняемой в ПЗУ константы Q;

· организуется выход из прерывания на начало цикла управления.

INT3:

выдать в последовательный канал следующую информацию:

· код символа '!' ("Внимание!");

· двухзначный номер абонента (номер студента в списке группы);

· максимальное значение Y4, вычисленное за период от предыдущего сеанса связи до текущего цикла управления;

· минимальное значение Y4 за тот же период;

· код символа '#' ("Конец передачи").

Кроме перечисленных, в системе могут использоваться прерывания от ВУ, обеспечивающих связь с ОУ, системного таймера и канала последовательного обмена.

1.4. Общая структура программного обеспечения

Программное обеспечение системы разрабатывается на языке Ассемблера соответствующего микропроцессора (микро-ЭВМ) и включает следующие основные модули:

· модуль начальной инициализации системы;

· модуль управления;

· подпрограммы обслуживания прерываний, в том числе драйвер последовательного канала;

· программа МОНИТОР.

1.4.1. Модуль начальной инициализации должен включать в себя тест системы процедуры загрузки управляющих слов в программируемые контроллеры и установку индикаторов пульта в исходное состояние.

1.4.2. Модуль управления реализует цикл управления, описанный в п. 1.2.

1.4.3. Подпрограммы обслуживания прерываний обеспечивают реакцию системы на внешние события согласно алгоритмам, приведенным в п. 1.3

1.4.4. Программа МОНИТОР должна обеспечивать доступ к регистрам процессора и ячейкам памяти со стороны отладочного пульта, возможность запуска программ в пошаговом или автоматическом режиме, формирование и аппаратное отслеживание одной точки останова.

1.5. Структура задания

Задания на курсовой проект, приведенные в разделе 4, включают в себя некоторый набор исходных данных и ограничений для проектирования управляющей ЦВМ. Все варианты задания сведены в таблицу 1. Строка таблицы представляет один вариант задания, причем номер варианта определяется номером группы (1..2) и порядковым номером студента по списку группы (1..25).

Задание определяет:

· базовый микропроцессор (микро-ЭВМ), на основе которого требуется построить управляющую ЦВМ. Это не исключает возможности применения БИС других серий, например, для реализации контроллеров прерываний, ПДП, последовательного обмена и др.;

· алгоритм управления определяется в задании видом функций f1 и f2, длительностями управляющих сигналов t1, t2, t3. В строках табл.1 имеются ссылки на таблицы 2 и 3, и которых и определены параметры f1, f2, t1, t2, t3. Для четных вариантов задания необходимо при срабатывании аварийного датчика (INT1) сформировать на пульте аварийную сигнализацию зуммером (500Гц), а для нечетных вариантов - светодиодом (2Гц);

· типы БИС, на которых должны быть реализованы блоки ПЗУ и ОЗУ, заданы в табл. 1.

2. ЭТАПЫ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ.
СОДЕРЖАНИЕ ЭТАПОВ И РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

В курсовом проекте предлагается следующий состав и порядок выполнения этапов:

1. Расшифровка и анализ задания.

2. Разработка процессорного модуля, интерфейса и уточненной структурной схемы.

3. Разработка подсистемы памяти.

4. Разработка подсистемы ввода/вывода.

5. Разработка подсистемы прерываний.

6. Разработка подсистемы ПДП[3].

7. Разработка отладочного пульта.

8. Разработка программного обеспечения.

9. Оформление проекта.

2.1. Расшифровка и анализ задания

По номеру группы и порядковому номеру в списке группы следует выбрать строку табл.1, а также указанные в ней строки табл. 2, 3, выписать их содержимое. Изучить общую структуру системы и проанализировать возможность ее реализации на заданных БИС. Если в процессе предварительного анализа будут замечены противоречия в задании, например - несоответствие параметров БИС микро-ЭВМ и памяти, то следует скорректировать задание - самостоятельно или по согласованию с руководителем.

2.2. Разработка уточненной структурной схемы

При реализации УМПС на базе однокристальной микроЭВМ следует прежде всего определить, следует ли использовать внешние ОЗУ и/или ПЗУ или ограничится ресурсами кристалла. С учетом принятого решения разрабатывается системный интерфейс, включающий средства подключения внешней памяти, подсистемы ввода/вывода других элементов УМПС.

Интерфейс проектируемой УМПС на базе однокристальной микропроцессора определяется типом заданного МП и практически не оставляет выбора при разработке. Поэтому этап проектирования интерфейса в этом случае сводится к изучению процедур управления системной шиной со стороны заданного МП.

Результатом разработки интерфейса должны быть:

- список линий интерфейса, их назначение и мнемоническое обозначение;

- алгоритмы основных процедур интерфейса (Чтение, Запись, Прерывание, ПП) - в форме ГСА или качественных временных диаграмм.

На этапе уточнения обобщенная структурная схема УМПС следует:

· изобразить все модули, входящие в состав МПС, в том числе полный набор УВВ, контроллеров прерываний, ПДП, селекторы адреса и т.п., пульты;

· показать состав линий магистрали, поступающих на каждый модуль и связь между модулями;

· произвести предварительное распределение адресного пространства системы, назначив адреса ОЗУ, ПЗУ и регистрам всех ВУ. Распределение адресов между ОЗУ и ПЗУ может уточняться при разработке ПО.

Результатами этапа должны быть:

- уточненная структурная схема УМПС;

- карта распределения адресного пространства.

2.3. Разработка подсистемы памяти

Подсистема памяти разрабатываемой МПС включает в себя модуль ОЗУ и модуль ПЗУ, доступ к которым осуществляется по системной магистрали. Исходные данные для разработки ОЗУ и ПЗУ определены в таблице 1, где указаны типы применяемых микросхем.

Требуется разработать принципиальные схемы ОЗУ и ПЗУ с учетом особенностей функционирования заданных микросхем и схему селектора адресов, вырабатывающую сигналы выборки кристалла для модулей памяти с учетом распределения адресного пространства, принятого в п. 2.2, причем схема селекции может включать в себя селекторы ВУ, если память и ВУ функциони­руют в едином адресном пространстве.

Если в УМПС используются БИС динамического ОЗУ, то необходимо предусмотреть схему регенерации памяти. Для этого можно воспользоваться серийной БИС контроллера динамического ОЗУ (например, К1818ВТ03) или разработать схему управления на СИС. В УМПС на базе Z80 целесообразно использовать встроенный контроллер регенерации.

Результатом проектирования подсистемы памяти должны быть:

- принципиальная электрическая схема ОЗУ;

- принципиальная электрическая схема ПЗУ

- принципиальная электрическая схема селектора адреса.

2.4. Разработка подсистем ввода/вывода, прерываний и ПДП

2.4.1. В разрабатываемой МПС должна быть предусмотрена следующая номенклатура ВУ:

1) устройство ввода информации с цифровых датчиков x1, x2, x3, x4;

2) устройство ввода информации с аналогового датчика NU1;

3) устройство ввода информации с аналогового датчика NU2;

4) устройство ввода информации с аналогового датчика NU3;

5) устройство ввода константы К с пульта оператора;

6) устройство вывода цифрового управляющего сигнала y1;

7) устройство вывода цифрового управляющего сигнала y2;

8) устройство вывода цифрового управляющего сигнала y3;

9) устройство вывода 8-разрядного кода Y4 на ЦАП;

10) устройство вывода значений x1, x2, x3, x4, y1, y2, y3 на светодиодную индикацию пульта оператора;

11) устройство вывода кода NU1 на индикацию пульта оператора;

12) устройство вывода кода Y4 на индикацию пульта оператора;

13) устройство вывода аварийной сигнализации на пульт оператору.

Кроме того, к средствам ввода/вывода можно отнести управляющие регистры и регистры состояния контроллеров прерываний, ПДП, последовательного обмена, о которых будет сказано ниже. Каждое из перечисленных выше устройств должно получить свой адрес в едином адресном пространстве или в пространстве ввода/вывода. При этом следует учесть, что устройства 1..4, 6..9 относятся к ВУ объекта управления, а 5, 10..13 - к пульту оператора. В качестве средств ввода/вывода можно использовать многорежимные буферные регистры или специальные интерфейсные БИС, входящие в базовую серию или другие серии, совместимые с базовой (например, БИС КР580ВВ55).