Курсовая работа: Вычислитель аналогового сигнала
Цепь питания +5В содержит семь блокировочных конденсаторов C3-9, по одному на каждые три микросхемы, предназначенных для фильтрации помех, свойственных цифровым схемам.
3.2 Проверочные расчеты
3.2.1 Расчет потребляемой мощности
Расчет потребляемой мощности производится по формуле:
где: Pn – мощность, потребляемая микросхемой или иной радиодеталью, Вт; n – количество радиодеталей.
Таблица 2
| Тип микросхемы | Потребляемая мощность, мВт | Количество корпусов |
| AD1671 | 350 | 1 |
| 591КН3 | 30 | 1 |
| 140УД6 | 75 | 2 |
| 8XC196NT | 1000 | 1 |
| 61256 | 300 | 2 |
| 1533ИЕ5 | 75 | 2 |
| 1533АП6 | 120 | 1 |
| 1533ЛН1 | 270 | 1 |
| 155ЛЛ2 | 300 | 1 |
| 1533ИР22 | 275 | 7 |
| 1533ИД3 | 75 | 2 |
| PPI | 200 | 1 |
| PLM | 130 | 1 |
Рmax=0,35*1+0,030*1+0,075*2+1*1+0,3*2+0,075*2+0,12*1+0,27*1+
0,3*1+0,275*7+0,075*2+0,2*1+0,13*1=5,375 Вт
Полученное значение потребляемой мощности является приемлемым.
3.2.2 Расчет на нагрузочную способность
Наиболее нагруженным элементом является процессор. Основное число потребителей его сигнала подключено к линиям AD. Максимальное число входов, подключаемых к одному выходу достигает 2 в двух режимах: отображение информации на индикаторе и обмен с ОЗУ. Максимальный ток, который может отдавать один выход процессора – 25 мА. Ток потребляемый входами микросхем: 1533ИД3 – 1,7 мА; 1533ИР22 – 1,5 мА; 61256 – 2 мА;
При отображении на индикаторе потребление от одного входа составляет: 1,5+1,7=3,2 мА что является удовлетворительным, так как значительно меньше максимально допустимого. При обмене с ОЗУ ток потребления составляет: 1,5+2=3,5 что также является удовлетворительным.
3.2.3 Расчет на время распространения сигнала
Важным и наиболее затратным по времени является обмен с портами. Сигналы распространяются по нескольким путям, при этом может возникнуть ситуация "гонки по тракту". Наиболее критичным выберем чтение информации из АЦП процессором, так как при несоблюдении ограничений, накладываемых используемой элементной базой возможны серьезные искажения информации. Тактовая частота процессора составляет 20МГц. Тогда период обмена по шине составляет 0.05 мкс. Расчет времени распространения сигнала по цепи производится по формуле:
;
где: tЗn – время задержки прохождения сигнала через микросхему, нс.
;
где: tФ – время нарастания сигнала, нс; tВ – время выдержки информации, нс.
Время распространения сигнала по цепи обращения к порту составляет:
Время распространения сигнала от шины процессора до регистра АЦП превышает время шинного цикла. Так как чтение информации происходит во время второго шинного цикла, данная ситуация не противоречит условиям нормальной работы схемы.
3.3 Программная часть
3.3.1 Разработка программы
Рисунок 7 – алгоритм основной программы
Рисунок 8 – алгоритм обработки прерываний
3.3.2 Текст программы
Инициализация устройства
Init:
Ldb 2018H,#11000110b ; Загрузка конфигурации кристалла Ldb14H, 00H
Ldb P5_MODE, 00H ; Стандартный ввод/вывод
Ldb P5_DIR, FFH ; Выход с открытым стоком
Ldb P5_REG, #10010010 ; Направление ввода/вывода
Ldb P1_REG, #0001110b ;Настройка порта клавиатуры на в/в
Nop
Nop
EI
RET ;Конец инициализации;
Обработка ввода с АЦП
Inp:
Pusha ;Сохранение регистров
Push AX, BX, CX, DX, FX
Stb B000H,#00000000b ;Установка номера входного канала
Nop ; Задержка на преобразование .
Nop
Ld AX,(B002H); Чтение данных из АЦП
Ld (10000H),AX; Запись в память данных
Nop
Pop FX, DX, CX, BX, AX; Восстановление регистров
Popa
RET;
Конец ввода
Заключение
В данной работе были рассмотрены разные варианты схемной реализации вычислителя выполненного на микропроцессоре MCS 8ХС196NT. Проведен анализ и выбор решения, соответствующего требованиям технического задания, а также его обоснование. На основании проведенного анализа можно сделать вывод, что принятое схематическое решение оптимально и соответствует всем требованиям, оговоренным в техническом задании на разработку.
Список использованной литературы
1. В.В. Кошкин и др. Микропроцессоры в конструкциях и технологии производства ЭВА//Учебное пособие; Й-Ола, 1987г.
2. Справочник "Отечественные микросхемы и зарубежные аналоги" Перельман Б.Л., Шевелев В.В.
3. М. Гук "Энциклопедия: Аппаратные средства IBM PC" Санкт-Петербург: Питер, 2000.
4. М. Айден "Аппаратные средства PC" Санкт-Петербург: Питер, 2-е изд.
5. Справочник "Применение цифровых микросхем серии ТТЛ и КМОП" Бирюков С.А.
6. "Проектирование цифровых устройств на однокристальных микроконтроллерах" В.В.Сташин, А.В.Урусов, О.Ф.Мологонцева.
7. Richard N. Evans, Christine Neffenger "Using the 8XC196NT: application note" Intel, 1994.
8. "8XC196NT Chmos microcontroller with 1 Mbyte linear address space" Advance information, Intel, 1996
9. Analog Digital//Справочник; 1997г.
