Микропроцессорная техника. Микроконтроллер в двухпозиционном регуляторе осковский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт Стали и Сплавов кафедра электротехники Курсовая работа “Микропроцессорная техника. Микроконтроллер в двухпозиционном регуляторе” Выполнил студент: Денисов А.В. подпись: Группа: МПП97-1В Задание: разработка структурной и электрической схемы микроконтроллера на базе заданных в варианте микропроцессорных интегральных схем и его программирование для работы с двухпозиционным регулятором по заданному закону регулирования. Данные варианта №4: Карта памяти: Адрес таймера и интерфейса: 0000-3FFF СВОБОДНО 16К CT 74h,75h,76h,77h 4000-47FF RAM 2К 4800-F7FF СВОБОДНО 44К IO C8h,C9h,CAh,CBh F800-FFFF ROM 2К ОЗУ 512х8 ПЗУ 1024х8 Закон регулирования Краткое описание: контроллер выполнен на микропроцессорном комплекте серии К580. Микросхемы, входящие в состав комплекта, образуют полный набор, необходимый для построения несложных программно управляемых микроконтроллеров. Набор микросхем: КР580ВМ80А - микропроцессор КР580ВК28 - системный контроллер КР580ВВ55А - программируемый контроллер ввода-вывода КР580ВИ53 - программируемый таймер КР580ГФ24 - генератор тактовых импульсов К555ИД3 - дешифратор 4 в 16 К555ИД7 - дешифратор 3 в 8 К505РЕ3 – динамическое ОЗУ 512х8 Микросхемы ПЗУ иностранного производства Микросхемы ОЗУ и ПЗУ подключены к шине адреса ЦПУ согласно карте памяти, при этом двоичные адреса каждой из микросхем показаны в таблице 1. Контроллер ввода-вывода и системный таймер подключены к младшим 8 адресным линиям (0-7), так как пространство ввода-вывода для процессора серии 580 допускает обращение только к 256 устройствам. Программное обеспечение: Контроллер управляется программно. Среднее время выполнения команды микропроцессором составляет максимально около 10 тактов (на самых сложных участках), что при частоте тактирующих импульсов 2 МГц даёт около 200000 операций в секунду. При частоте опроса внешних устройств 1000 Гц длина основного цикла программы может составлять до 200 команд. Такое быстродействие, а также объём памяти 2048 байт позволяют строить программу с модульной архитектурой, что значительно облегчает её отладку и сопровождение. Для компиляции программы применён Borland Turbo Assembler v4.0, команды подмножества Intel 8085 обрабатываются при помощи подключаемого файла макроопределений MACROS80.ASM. Подобный подход позволяет получать исполняемые файлы 8085 на машинах класса IBM PC, наиболее доступных в настоящее время. В данном исполнении контроллер может поддерживать температуру [0..255] градусов Цельсия с точностью до 1 градуса во временном интервале [1..65,53] секунды при линейном изменении или неограниченно, если температура постоянна. Точность измерения температуры объекта ограничена разрядностью АЦП и сопряжённого с ним порта A контроллера ввода-вывода. Программа управления приведена ниже. ИМС АДРЕС HEX АДРЕС BIN, БИТЫ 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 RAM 1 4000 41FF 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 RAM 2 4200 43FF 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 RAM 3 4400 45FF 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 RAM 4 4600 47FF 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 УСТРОЙСТВО НА ШИНЕ DC1 DC2 RAM ROM 1 F800 FBFF 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ROM 2 FCFF FFFF 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 УСТРОЙСТВО НА ШИНЕ DC4 DC3 ROM IO C8 C9 CA CB 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 УСТРОЙСТВО НА ШИНЕ НЕ ПОДКЛЮЧЕНЫ DC5 DC6 IO CT 74 75 76 77 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 У табл 1 подключение микросхем к шине адреса в адресном пространстве CPU СТРОЙСТВО НА ШИНЕ НЕ ПОДКЛЮЧЕНЫ DC5 DC6 CT рис 1 схема контроллера электрическая принципиальная INCLUDE MACROS80.ASM ; ====================================================================== ; ---------------------------------------------------------------------- ; Константы: ; ---------------------------------------------------------------------- ; ; Адреса запуска программ в ОЗУ и ПЗУ CONST: RAM_BASE EQU 04000h ; Адрес запуска в ОЗУ ROM_BASE EQU 0F800h ; Адрес запуска в ПЗУ IO_BASE EQU 0C8h ; Адрес програмируемого интерфейса CT_BASE EQU 074h ; Адрес таймера ; ---------------------------------------------------------------------- ; Программируемый интерфейс IO ; ---------------------------------------------------------------------- ; Режимы работы программируемого интерфейса - биты байта состояния IOSB_SETMODE EQU 10000000b ; IO STATUS BITS IOSB_SETCBITS EQU 00000000b IOSB_AMODE0 EQU 00000000b IOSB_AMODE1 EQU 00100000b IOSB_AMODE2 EQU 01000000b IOSB_A70IN EQU 00010000b IOSB_A70OUT EQU 00000000b IOSB_C74IN EQU 00001000b IOSB_C74OUT EQU 00000000b IOSB_BMODE0 EQU 00000000b IOSB_BMODE1 EQU 00000100b IOSB_B70IN EQU 00000010b IOSB_B70OUT EQU 00000000b IOSB_C30IN EQU 00000001b IOSB_C30OUT EQU 00000000b ; Адреса портов программируемого интерфейса (IO) IO_MODE_PORT EQU IO_BASE+03h ; Порт программирования IO IO_C_PORT EQU IO_BASE+02h ; Порт C IO_B_PORT EQU IO_BASE+01h ; Порт B IO_A_PORT EQU IO_BASE+00h ; Порт A ; Константы для работы с IO IO_MODE = IOSB_SETMODE+IOSB_AMODE0+IOSB_A70IN+IOSB_C74IN+IOSB_BMODE0 IO_MODE = IO_MODE+IOSB_B70OUT+IOSB_C30OUT ; ---------------------------------------------------------------------- ; Таймер CT: ; ---------------------------------------------------------------------- ; Режимы работы таймеров - биты байта состояния CTSB_TIMER0 EQU 00000000b ; CT STATUS BITS CTSB_TIMER1 EQU 01000000b CTSB_TIMER2 EQU 10000000b CTSB_STOP EQU 00000000b CTSB_LOWBYTE EQU 00010000b CTSB_HIGHBYTE EQU 00100000b CTSB_TWOBYTES EQU 00110000b CTSB_MODE0 EQU 00000000b CTSB_MODE1 EQU 00000010b CTSB_MODE2 EQU 00000100b CTSB_MODE3 EQU 00000110b CTSB_MODE4 EQU 00001000b CTSB_MODE5 EQU 00001010b CTSB_BINCODE EQU 00000000b CTSB_BINDECCODE EQU 00000001b ; Адреса портов таймера (CT) CT_MODE_PORT EQU CT_BASE+03h ; Порт программирования CT CT_TIMER2_PORT EQU CT_BASE+02h ; Таймер 2 CT_TIMER1_PORT EQU CT_BASE+01h ; Таймер 1 CT_TIMER0_PORT EQU CT_BASE+00h ; Таймер 0 ; Константы для работы с таймерами TIMER_MODE_PORT EQU CT_MODE_PORT TIMER_STATE_PORT EQU IO_C_PORT TIMER0_FREQUENCY EQU 1000 ; Задание основного тактирования по T0, Гц TIMER0_DELAY EQU 2000000 / TIMER0_FREQUENCY TIMER0_MODE = CTSB_TIMER0+CTSB_TWOBYTES+CTSB_MODE2+CTSB_BINDECCODE TIMER1_MODE = CTSB_TIMER1+CTSB_TWOBYTES+CTSB_MODE0+CTSB_BINCODE TIMER2_MODE = CTSB_TIMER2+CTSB_TWOBYTES+CTSB_MODE0+CTSB_BINCODE ; ---------------------------------------------------------------------- ; Прочие константы ; ---------------------------------------------------------------------- ; Константы для работы с нагревателем HEATER_MODE_PORT EQU IO_C_PORT HEATER_STATE_PORT EQU IO_A_PORT HEATER_ON EQU 1 HEATER_OFF EQU 0 ; ====================================================================== ; ---------------------------------------------------------------------- ; ОСНОВНАЯ ПРОГРАММА ; ---------------------------------------------------------------------- ; См. входные параметры подпрограмм ORG RAM_BASE ; Эта программа находится в ОЗУ mvi a,IO_MODE ; Инициализация контроллера ввода-вывода out IO_MODE_PORT xra a ; Очистка аккумулятора call Restart_Timer ; Запуск таймера 0 ; === Работа на участке 1 (dT=-50C, dt=5сек) mvi a,200 ; Начальная температура mvi b,TIMER0_FREQUENCY * 5 SHR 4 ; Время регулировки 5 секунд mvi c,TIMER0_FREQUENCY * 5 AND 0FFh mvi d,TIMER0_FREQUENCY * 5 / 50 SHR 4 ; Время изменения T mvi e,TIMER0_FREQUENCY * 5 / 50 AND 0FFh ; на 1 градус mvi h,-1 ; Уменьшать температуру call reg ; === Работа на участке 2 (dT=0, dt=5сек) mvi a,150 ; Начальная температура mvi b,TIMER0_FREQUENCY * 5 SHR 4 ; Время регулировки 5 секунд mvi c,TIMER0_FREQUENCY * 5 AND 0FFh mvi d,0FFh ; Время изменения температуры mvi e,0FFh ; велико (T = const) mvi h,0 ; температура