Методические указания к лабораторным работам №1-5 для студентов специальности 210100 «Управление и информатика в технических системах» (стр. 3 из 5)
Описание лабораторного стенда
Адресация микросхемы осуществляется аналогично К580ВВ55. Для этого к выводам А1 и А0 через буферы подключены соответствующие разряды шины адреса. Вход таймера 0 подключен к генератору системной частоты УМК (F2). Входы CLK1 и CLK2, а также выходы OUT0, OUT1, OUT2 имеют статус контрольных точек и могут соединяться между собой перемычками. Реакция БИС на сигналы управления приведена в табл. 4.
Таблица 4
 A1 | A0 | RD | WR | CS | ОПЕРАЦИЯ |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | D¬ Счетчик 0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | D¬ Счетчик 1 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | D¬ Счетчик 2 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | Не допустимо |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | Счетчик 0¬D |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | Счетчик 1¬D |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | Счетчик 2¬D |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | Управление¬D |
| X | X | 1 | 1 | 0 | Нет операции |
| X | X | X | X | 1 | Нет операции |
ЗАДАНИЕ
1. Запрограммировать канал 0 на режим генератора частоты. Убедиться в наличии сигнала на выходе схемы.
2. Используя канал 0 в качестве генератора опорной частоты для каналов 1 и 2, реализовать генератор прямоугольных импульсов с периодами, указанными в табл. 5.
Таблица 5
| ВАРИАНТ | OUT1 | OUT2 |
| 1 | Т = 50 мс | Т = 2 с |
| 2 | Т = 0.5 с | Т = 20 мс |
| 3 | Т = 0.2 с | Т = 10 мс |
| 4 | T = 1 c | T = 30 мс |
| 5 | Т = 10 мс | Т = 350 мс |
| 6 | Т = 625 мс | Т = 125 мс |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
ГЕНЕРАТОР АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ
Цель работы: изучение способов формирования аналоговых сигналов в микропроцессорных системах.
Основные сведения
В настоящее время микропроцессорные управляющие системы (МПУС) используются практически во всех областях науки и техники. Разнообразие решаемых задач предполагает наличие у МПУС возможности управления различными типами исполнительных органов, которые зачастую требуют не цифрового, а аналогового управляющего сигнала. Поэтому в состав управляющей микроЭВМ часто включают узел, преобразующий цифровую форму представления информации в аналоговую.
Аналоговый сигнал, сформированный цифровым способом, обладает рядом преимуществ. Параметры сигнала (период, форма, амплитуда) не зависят от параметров внешней среды, стабильны по времени и могут быть установлены с требуемой точностью. Цифровой генератор в составе МПС позволяет формировать сигналы практически любой формы и легко реализуется по интегральной технологии, что широко используется во многих областях техники (например, в автоматике, радиотехнике и др.). Наиболее общая структурная схема цифрового генератора аналоговых сигналов приведена на рис. 6.
Рис. 6. Структурная схема цифрового генератора
Работа такого устройства состоит в следующем. С генератора тактовых импульсов (ГТИ) тактовая частота подается на вход двоичного счетчика СТ, выходы которого подаются на адресные входы ПЗУ. В ПЗУ хранится цифровой образ сигнала, который необходимо получить на выходе генератора. Далее n-разрядные данные из ПЗУ поступают на цифровые входы ЦАП, на выходе которого получают требуемый аналоговый сигнал. Здесь следует отметить, что шаг дискретизации по времени равен периоду тактовой частоты ГТИ, а количество отсчетов на период сигнала равен 2m, где m – разрядность счетчика СТ. При этом шаг квантования по уровню определяется как Uоп/2n, где Uоп – опорное напряжение ЦАП, а n – разрядность ПЗУ.
Используя микропроцессор и порты параллельного ввода-вывода, можно исключить ГТИ, СТ и ПЗУ. Функции ГТИ при этом будет выполнять системный генератор, функции счетчика - микропроцессор, а отсчеты сигнала будут находиться в памяти микропроцессора.
Описание лабораторного стенда
Модуль построен на основе БИС КР580ВВ55А и ЦАП К572ПА1. Значение выводимого байта данных индицируется светодиодами HL1-HL8. На выходе ЦАП формируется ток, пропорциональный входному двоичному коду. Выходное напряжение ЦАП снимается с выхода дополнительного усилителя DA10 и имеет отрицательную полярность.
Результатом преобразования является аналоговый сигнал, получаемый на выходе операционного усилителя DA1, включённого по схеме инвертирующего повторителя. Инверсия аналогового сигнала производится для получения более наглядного его представления. Модуль предназначен для генерации аналогового сигнала с диапазоном изменения от 0 до +3 В с шагом квантования »12 мВ.
ЗАДАНИЕ
1. Произвести калибровку цифрового генератора. Определить Uвых. max при входном коде 0FFH и Uвых. min. при входном коде 00Н.
2.Написать программу, реализующую пилообразный сигнал. Определить DU (шаг квантования по уровню) и DT (по времени).
3. Написать, ввести и выполнить программу, реализующую сигналы, приведенные в табл. 6.
4. Включение и выключение генератора производить по клавишам К1 и К2 соответственно.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
ОРГАНИЗАЦИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ ИНДИКАЦИИ
В ЛИНЕЙНЫХ ДИСПЛЕЯХ
Цель работы: изучение принципа организации линейных устройств отображения информации на базе микропроцессорной системы.
Основные сведения
Отображение информации является важной частью любого информационного процесса измерения, управления и контроля. Воспринимаемая человеком информация должна быть представлена в эффективной форме с минимальными требованиями к перекодировке и пересчёту. Поэтому цифровое воспроизведение информации во многих случаях лучше аналогового.
В цифровой технике применяют индикаторы, основанные на различных принципах действия. Наиболее распространённым и удобным средством отображения информации являются семисегментные индикаторы (ССИ). Семь отображающих элементов позволяют высвечивать десятичные и шестнадцатеричные цифры, некоторые буквы русского и латинского алфавитов, а также некоторые специальные знаки. Структуру ССИ можно показать на примере АЛС321А (рис. 7).
Для отображения многосимвольной информации используются линейные дисплеи. Такой дисплей представляет собой «линейку», смонтированную из отдельных ССИ. Число знакомест дисплея определяется в соответствии с требованиями к МПС.
Существует два способа организации интерфейса микроЭВМ с линейным дисплеем: статический и динамический. Первый предполагает наличие на входах каждого ССИ преобразователя кодов (например, К514ИД1) и буферных регистров, в которых фиксируется выводимая информация. Очевидно, что с увеличением разрядности дисплея повышается и стоимость МПС. Динамический же способ отображения информации основан на том, что любой световой индикатор является инерционным прибором, а человеческому глазу отображаемая на дисплее информация, если её обновлять с частотой примерно 50 раз в секунду, представляется неизменной. Такой способ вывода информации на дисплей требует значительно меньших аппаратных затрат, но более сложного программного обеспечения. Именно этот способ организации вывода информации получил преимущественное распространение в МПС.