Пристрій мікропроцесорної обробки аналогової інформації (стр. 4 из 6)
МП. Головна частина МПП. Виконує функції зчитування інформації із зовнішніх пристроїв чи пам’яті і виконання над нею арифметичних чи логічних операції; аналізу результатів обчислення; запису даних у пам’ять чи зовнішні пристрої;
ГТІ. Використовується для вироблення тактуючих синхросерій F1, F2 для мікропроцесора; сигналу початкової установки RESET; сигналу готовності READY; сигналу стробу стану STB, який поступає на системний контролер і служить для фіксації слова стану мікропроцесора;
СК. Призначений для фіксації слова стану мікропроцесора, сигналів керування зовнішньою пам’яттю та пристроями вводу-виводу, буферизації шини даних;
ПЗП. Використовується для зберігання та зчитування інформації. Відмінність від ОЗП полягає у тому, що в ПЗП інформація записується один раз і режимі експлуатації використовується лише при зчитуванні;
ОЗП. Призначений для зберігання, зчитування та запису інформації. В режимі експлуатації інформацію можна як зчитувати, так і записувати;
ППІ. Використовується для організації вводу-виводу паралельної інформації різних форматів і дозволяє здійснювати обмін в більшості відомих протоколах паралельної передачі даних;
АЦП. Призначений для перетворення аналогово сигналу у цифровий код відповідної розрядності;
АЦП. Призначений для перетворення цифрової комбінації певної розрядності у аналоговий сигнал;
ПКП призначений для контролю за перериваннями, та при поступленні запиту на переривання подачу адреси підпрограми обробки переривання.
ША, ШД, ШД. Використовуються для інформаційного обміну між елементами МПП;
ВШД, ВШК. Використовуються для інформаційного обміну в самому МП;
ДШП, ДШВ/В,ДАК. Використовуються для вибору відповідних мікросхем пам’яті та зовнішніх пристроїв.
Таймер. Використовується як подільник частоти для ТІ АЦП.
4.2 Розподіл адресного простору
В адресний простір МП КР580ВМ80 входить 64К адрес пам’яті ( 216 ), що визначається 16-ти розрядною адресною шиною. МП КР580ВМ80 може здійснювати синхронний і асинхронний обмін інформацією за даними адресами з пам’яттю ( ПЗП, ОЗП ) та зовнішніми пристроями. При обробці інформації МП зчитує коди команд, операнди і записує одержаний вміст в РЗК або виконує обмін інформації з пам’яттю та зовнішніми пристроями.
Можливі два підходи до організації звертання до пристроїв обміну інформації. Перший підхід використовує звертання до зовнішніх пристроїв, як до комірок пам’яті. До переваг даного підходу можна віднести можливість використання різноманітних команд пересилання даних. Інший підхід використовує роздільне керування пам’яттю і зовнішніми пристроями. Лиш тільки дві команди IN і OUT, в цьому випадку, призначені для обміну інформації з зовнішніми пристроями. Так, як для цих команд адрес для зовнішнього пристрою 8-ми розрядний, то МП КР580ВМ80 може звертатись до 256 пристроїв вводу і 256 пристроїв виводу. При цьому адресний простір пам’яті буде максимальним.
Організація адресного простору пам’яті наступна:
Таблиця 6.
| Вид пам’яті | Мінімальна. комірка пам’яті | Максимальна. Комірка пам’яті | Об’єм |
| ПЗПОЗП | 0000h0400h | 03FFhFFFFh | 1 Кб63 Кб |
Розподіл адресного простору для зовнішніх пристроїв:
1.Для програмованого контролера переривань.
Таблиця 7.
| контролер | Адреси |
| А0 = 0А0 = 1 | 00h01h |
2.Для програмованих паралельних інтерфейсів
Таблиця 8.
| Порти | ППІ1 ( до АЦП ) | ППІ2 ( до ЦАП ) |
| ABCРКС | 04h05h06h07h | 0Сh0Dh0Eh0Fh |
3. Для програмованого таймера
Таблиця 9.
| Лічильники | Адреси |
| 012РКС | 08h09h0Ah0Bh |
У схемі 12 приведені адреси, що відводяться для програм, підпрограм, даних.
| 0000h перехід на головну програму ( jmp 0040h )0040h-0060h головна програма0061h-0085h підпрограма ініціалізації0086h-0099h програма обробки переривання009Ah-00B0h підпрограма множення00B1h-00BBh підпрограма виводу інформації0100h-015Fh підпрограма обробки інформації00E4h перехід на програму обробки переривання( jmp 0086h )03FFhПЗП |
| 400h a0401h a1402h a2403h-404h xn405h-0406h xn-1407h-0408h xn-2409h-40Ah yn,40Bh ind – допоміжна зміннаFFFFh SPОЗП |
Схема 12. Розподіл простору адрес в МПП обробки аналогово сигналу
4.3 Алгоритм функціонування МПП
Схема 13. Алгоритм функціонування МПП
На цьому етапі відбудеться переривання , обробник якого встановить змінну Ind в1
При одночасному включені живлення –5В, +5В,12В і поступленні тактових імпульсів на мікропроцесор, всі регістри і прапорці МП встановлюються в довільні стани. Після цього подається з ГТІ на вхід RESET МП сигнал високого рівня тривалістю не менше 3 такітв. Лічильник команд (PC) , тригер дозволу переривання (вихід INTE), а також тригер підтвердження захоплення (вихід HLDA) скидаються, і мікропроцесор починає вибірку з пам’яті команд, розміщених з нульової адреси.
Алгоритм головної програми включає наступні пункти.
Ініціалізація зовнішніх пристроїв, запис коефіцієнтів a0, a1, a2 і початкове обнулення змінних. ППІ, до якого підключений АЦП програмується на режим роботи 0, порт А і порт В – на ввід. ППІ, до якого підключений ЦАП також програмується на 0-й режим роботи, однак порти А і В працюють на вивід. У програмованому таймері лічильник 0 ініціюється як двійковий, на 2-й режим роботи (подільник частоти ) і в цей лічильник записується значення 8 ( частота сигналу F2(TTL) ділиться на 8 ). Обнулення змінних ( xn-1, xn-2, ) виконується у зв’язку з тим, що вони використовуються як множники у рівнянні цифрового фільтру, однак при першому звертання до цього рівняння ще не сформовані ( отже повинні бути нульовими).
Подання на АЦП сигналу “Запуск”. Затримка, пов’язана із перевіркою змінної Ind на рівність 1, використовується у зв’язку з тим, що подавши на АЦП сигнал “Запуск” останній не одразу виробить двійковий код вхідного аналогово сигналу (для ВІС АЦП К512ПВ1 tпер=110мкс.), тобто мікропроцесору потрібно почекати доки АЦП не видасть сигналу “готовність”, тим самим викликавши переривання . Обробник цього переривання прочитає дані з АЦП, запише їх в пам’ять і встановить зміну Ind в 1, що після повернення до головної програми призведе до виходу із циклу очікування і виконанню наступних дій. Обробка отриманої інформації і вивід її на ЦАП. Обробка включає перемноження і сумування елементів у відповідності до рівняння цифрового фільтру, тобто знаходження кінцевої вихідної величини yn, яка і виводиться на ЦАП. Після цього здійснюється перехід до пункту 2.
Для збільшення фінітної частоти вхідного сигналу запуск АЦП проводиться перед підпрограмою виводу ( а не безпосередньо перед циклом очікування ), тобто в розрахований час МП АЦП працюють паралельно.
Функціонування МПП припиняється після вимкнення живлення.
Блок-схема програми обробки переривання приведена на схемі 14. Під час виконання команд обробника всі переривання заборонено. Пісня збереження в стеку регістрів, які будуть використовуватись, скидається сигнал “Запуск” АЦП, і відбувається читання портів ППІ. Прочитана інформація записується в пам’ять. Наступними діями є встановлення в 1 змінної Ind, відновлення зі стеку регістрів, дозвіл переривань і повернення до перерваної програми.
 |
Схема 13. Алгоритм програми обробки переривання за адресою 00E4h(IR1)
Виконавши команду, мікропроцесор збереже у стеку адресу ( тобто поточне значення лічильника команд PC ) перерваної програми і почне вибирати з пам’яті команди, які розташовані за адресою 00E4h. Перша команда – це безумовний перехід на програму обробки переривання. Таким чином реалізовується механізм обміну даних з АЦП через переривання.
Отже нам задано адресу 00E4h, це значить,що старший байт це ICW2 = 00h, а молодший байт формується на основі ICW1.Отже E4h = 11100100b, а це означає що спосіб формування молодшого байта буде першим, тобто другий біт ICW1 ,буде 1.Так як ПКП один, то третій біт ICW1 буде 1.Так як молодший байт адреси підпрограми обробника переривання формується першим способом то його структура буде така: XXXYYY00, де ХХХ – задається старші три біта молодшого байта адреси (у нашому випадку – 111), а YYY – номер порта на який поступив запит (у нашому випадку 001b=1)
Тобто сигнал готовності АЦП має бути підклбючений до IR1, а ICW1 = F6h (порожні біти ICW1 взяли за 0).Також в цій курсовій я використав маскування входів ПКП, використавши OCW1 = F7, але це не суттєво
Вивід обробленої інформації здійснюється в три етапи. На першому етапі в порт А ППІ записуються молодші 8 біт результату. Із буфера порта А ці дані одразу ж переписуються в перший з буферних регістрів. На другому етапі старші 4 біти результату ( інші 4 біти рівні нулеві ) записуються в порт В і відповідно у другий буферний регістр. На третьому етапі одночасною подачею сигналу низького рівня на входи “дозвіл видачі”