Пристрій мікропроцесорної обробки аналогової інформації (стр. 4 из 4)
За теоремою Котельникова, верхня гранична частота для фільтра складає
fверхнє = fвид /2=1064,74 /2=532,37 Гц
5. Реалізація блоку ОЗП для МПС розміром 8К на елементах 4096x1
Для побудови ОЗП використаєм схему обєднання модулів для нарощення розрядності та об’єму. Визначимо, яку кількість мікросхем даного типу необхідно використати для того, щоб наростити розрядність. Скористаємось наступними формулами:
,
де 
-розрядність, яку необхідно отримати; 
-розрядність однієї мікросхеми
Для нашого випадку К=8/1=8
Далі визначаєно скільки мікросхем у нашому випадку потрібно для нарощення об’єму. Скористаємось наступними формулами:
,
де -об’єм, який необхідно отримати; - об’єм однієї мікросхеми
8К=8192
Для нашого випадку К=8192/4096=2.
Отже для вирішення нашої задачі нам потрібно 16 мікросхем.
Потрібними на характеристиками володіють дві мікросхеми КМ132РУ5А та КМ132РУ5Б. Використаєм мікросхему КМ132РУ5А так як її час вибірки адресу менший(не більше 85нс).
Позначення мікросхеми на схемі електричній принциповій
| Мікросхе-ма пам’яті | Технологія виготовлення | Об’єм | Потужність при зверненні (мВт) | Потужність споживання (мВт) | Максимальна напруга живлення (В) |
| КМ132РУ5А | n-МОП | 4Kx1 | 990 | 165 | +6 |
Призначення виводів мікросхеми КМ132РУ5А
| Виводи | Призначення | Позначення |
| 1-6,12-17 | Адресні входи | А0-А5 |
| 11 | Вхід даних | DI |
| 7 | Вихід даних | DO |
| 10 | Вибір мікросхеми |  |
| 8 | Сигнал запис-зчитування |  /RD |
| 18 | Напруга живлення | Ucc |
| 9 | Загальний | 0В |
A0-Roff
Таблиця істиності мікросхеми КМ132РУ5А
| | /RD | A0-A11 | DI | DO | Режим роботи |
| 1 | Х | Х | Х | Roff | Зберігання |
| 0 | 0 | А | 0 | Roff | Запис 0 |
| 0 | 0 | А | 1 | Roff | Запис 1 |
| 0 | 1 | А | Х | Дані в прямому коді | Зчитування |
6. Постійний запам’ятовуючі пристрої
Як і ОЗП ПЗП в своїй структурі передбачають наявність комірок звернувшись до яких можна вивести їх вміст.
По способу записування інформації ПЗП поділяють на два види:
1) ПЗП програмовані маскою на заводі виготовлювачі
2) ПЗП програмовані користувачем
ПЗП масочного типу програмуються в процесі виготовлення за допомогою відповідного фотошаблону. Такий тип програмування ПЗП вигідний тоді коли виготовляється велика партія ПЗП з однією і тією ж записаною в них інформацією.
Програмовані ПЗП допускають одноразове програмування і називаються ППЗП.
Найбільшого поширення набули ППЗП з плавкими вставками, ці плавкі вставки переплавляються за допомогою програмованого джерела живлення.
 |
При програмуванні такої комірки плавка перемичка перепалюється і струм не поступає на розрядну шину при подачі високого рівня на адресну шину. На сьогоднішній час відомі комірки ППЗП що базуються на КМОП технології. За допомогою цих комірок вирішується проблема споживання потужності для пристроїв в яких існує жорстке обмеження на енергоспоживання.
Структурна схема ПЗП масочного типу.
DCS-дешифратор рядкаDCK-дешифратор стовпцяМ-комірка пам’яті
BDO-буфер вихідних даних
ПЗП програмованого типу.
Електрично програмовані ПЗП.
Такі ПЗП допускають багатократне програмування і зберігання інформації при відключенні живлення. В структурі таких мікросхем використовуються елементи які можна встановлювати в один наприклад замкнутий стан вибірково, а решта в розімкнений стан. Програмування таких ПЗП зводиться спочатку до колективної установки всіх комутуючих елементів в один стан, що рівносильно стиранню інформації, а на наступному кроці почергової установки потрібних перемичок в інший стан.
Електрично програмовані ПЗП характеризуються поєднанням енергонезалежності і високою питомою густиною запису інформації з можливість її багаторазового перезапису. Елементарні комірки таких ПЗП представлені на малюнку нижче і являють собою структуру : Метал-Нітрит-Окис-Напівпровідник (МНОП).
1- алюміній;2-нітрит;3-окис кремнію;
На границі двох шарів 2 і 3, а також в шарі 2 є “ловушки” електронів. При подачі на затвор МОП структури додатнього потенціалу електрон із підножки проходить через тонкий шар окису кремнію і захоплюється “ловушками”. На затворі нагромаджується від’ємний потенціал, що відповідає режиму запису інформації. Заряд може зберігатися надзвичайно довгий час (=n*1000год) і при температурі +125С. Пере запуск здійснюється подачею від’ємного потенціалу на затвор, під дією якого нагромаджений заряд витікає. Недолік такої структури є в серйозних технологічних труднощах при виготовленні тонкого шару окису кремнію.
Висновки
Отриманий МПП має верхню граничну частоту 615,46 Гц.
Можна виділити два фактори, що впливають на швидкодію пристрою:
Для підвищення швидкодії треба або оптимізувати алгоритм роботи пристрою (що може спричинити похибку в обчисленнях), або використати МП з вбудованими командами виконання складних арифметичних операцій (множення). Це дозволило б суттєво зменьшити час виконання циклу програмної обробки інформації без зміни тактової частоти.
Перехід до МП 8086 дозволить одночасно підвищити тактову частоту і оптимізувати алгоритм.
МПП був побудований на МП КР580ВМ80. Для заданого рівняння системи регулювання було здійснено його часткову дискретизацію і отримано відповідне рівняння цифрового фільтра (ЦФ). Побудувано аналогову схему, яка відображає задане рівняння.Складено і детально описано структурну схему МПП, включаючи опис кожної складвої частини МПП .Складено схему алгоритму функціонування МПП. Обрано типи мікросхем АЦП і ЦАП, вибір здійснювався переважно по такому параметру як швидкість перетворення інформації. Складено принципову схему підключення елементів МПП. Була розроблена програма на мові асемблеру мікропроцесора КР580ВМ80 для вводу інформації через АЦП і виводу через ЦАП, з використанням паралельного програмованого інтерфейсу , який працював в асинхронному режимі обміну інформацією. Складено програму відповідної цифрової обробки інформації. Детально описано фрагмент принципової схеми реалізації функціонального вузла К589АП26. Практично засвоєно та удосконалено навики розробки мікропроцесорних систем.
Список літератури
1. Алексенко А.Г., Галицин А.А., Иванников А.Д. Проектирование радиоелектронной апаратуры на микропроцессорах: програмирование, типовые решения, методы отладки. М.; Радио и связь, 1984.
2. Полупроводниковые БИС запоминающих устройств; Справочник В.В. Баранов, Н.И. Бекин, А.Ю. Гордунов и др.: Под ред. А.Ю. Гордонова и Ю.Н. Дьякова. М.; Радио и связь, 1987.
3. Майоров В.Г., Гаврилов А.И. Практический курс программирования микропроцессорных систем. М.; Машиностроение, 1989.
4. Самофалов К.Г., Викторов О.В. Микропроцесоры. ¾ Б-ка инженера. ¾ 2-е изд., перераб. и доп. ¾ К.: Техника, 1989.
5. Федорков В.Г. Телец В.А. Микросхемы ЦАП и АЦП: Функционирование, параметры, применение. ¾ М.: Энергоатомиздат, 1990.
6. Курс лекцій з предмету «Комп’ютери та мікропроцесорні системи»