Микропроцессорный четырехвходовой смеситель прямоугольных импульсов с управляемыми входами

Высокий логический уровень на линиях PA0÷PA3 DD3 обеспечивается подтягивающими резисторами R2÷R5, подключенными между линиями порта и напряжением питания +5В. Замыкание контактов подключает соответствующую линию порта к низкому уровню GND.Коммутация входных линий Uвх1÷Uвх4 аналоговым коммутатором, выполненным на микросхеме мультиплексора КМОПсерии DA1 561КП1. Выбор активного канала осуществляется сигналами А0 и А1 с выходов РВ2 и РВ3 порта DD3.Аналого-цифровой преобразователь DA2 К572ПВ3 цифровым выходом подключен непосредственно к шине данных. Чтение из DA2 производится при комбинации сигналов системной магистрали , запись при комбинации. Для формирования указанной логики управляющих сигналов используются дополнительные микросхемы DD12.3, DD12.4 1554ЛА3. Логика согласования скоростей работы АЦП DA2 и микропроцессора DD7 подробно рассмотрена в пункте 2.1 Записки. Цепочка C3, R6 задает частоту генерации внутреннего тактового микросхемы DA2.Для работы АЦП используются два напряжения:напряжение питания UCC= +5 B;опорное напряжение UREF= +2,5 В.Формирование опорного напряжения +2,5 Вв работе не рассматривается, предполагается, что оно заводится на плату МПС извне. Ввиду значительного влияния нестабильности указанного напряжения на точность преобразования АЦП и ЦАП непосредственно возле выводов UREFмикросхем DA2DA3 предусмотрена установка блокировочных конденсаторов C4 и C5.Цифроаналоговый преобразователь DA3 К572ПА1 совместно с прецизионным операционным усилителем DA4 К140УД17 формируют выходной аналоговый сигнал МПС Uвых. Уровень этого напряжения задается сигналами на входах DB1÷DB10 микросхемы DA3, подключенных к выводам PC0÷PC7, PB0, PB1 порта DD3 соответственно.4.1 Составление карты распределения адресных пространств МПС4.1.1 Адресное пространство памятиПостоянное запоминающее устройство емкостью 512 байт проецируется на адресное пространство памяти с начального адреса 0000Н. Это является обязательным условием для построения МПС на основе микропроцессора К580ИК80, поскольку стартовым адресом выполнения программы после выполнения процедуры сброса является 0000H.Оперативное запоминающее устройство емкостью 1килобайт не имеет такой жесткой привязки к месту, занимаемому им в адресном пространстве памяти, поэтому размещается в старших (по отношению к ROM) адресах.Ввиду того, что в системе присутствует всего два устройства, использующие адресное пространство памяти (ROM и RAM), можно обойтись без отдельного адресного дешифратора, выбор (ROM / RAM)производим по уровню сигнала на линии А10:низкий уровень – обращение к постоянному запоминающему устройству;высокий – к оперативной памяти.Старшие адресные линии A11÷A15 в конструкции МПС не используются.С учетом выше сказанного, адресное пространство будет складываться из нескольких зеркальных отображений ROM и RAM и будет иметь конфигурацию, представленную на рис. 6.Рис. 6 – Распределение адресного пространства памятиСуществуют еще 31 отображениеRAM62 отображенияROM на адресное пространство памяти МПС блоков 0800Н, 0С00Н, 1000Н и т.д.Внешнее оперативное запоминающее устройство емкостью 8 килобайт, а также все внешние интерфейсные устройства отображаются на внешнюю память данных (рис. 2).4.1.2Адресное пространство портовНа адресном пространстве портов претендуют два устройства порт ввода вывода PPI (имеет четыре внутренних адреса) и аналого-цифровой преобразователь ADC (один внутренний адрес). Поскольку устройств всего два, для дешифрации адресов воспользуемся приемом, аналогичным примененному для адресного пространства памяти. Определять активное устройство будем АО состоянию на адресной линии А2:низкий уровень – обращение к параллельному порту ввода вывода PPI;высокий уровень – обмен информацией между процессором CPU и аналого-цифровым преобразователем ADC.В итоге, память портов распределится следующим образом (рис. 7).Рис.7 – Распределение адресного пространства портовЗаключениеВ результате выполнения работы усвоены основы конструирования микропроцессорных систем, их применения для «цифрового» решения классических «аналоговых» задач.В процессе работы выполнено:1)Составлена математическая модель микропроцессорной системы.2) Разработан концептуальный алгоритм работы системы, алгоритм опроса аналоговых входов МПС.3) Разработана структурная схема МПС.4) Разработана принципиальная схема МПС, определено распределение адресных пространств памяти и портов.Список литературы1.Хоровиц П., Хил л .У. Искусство схемотехники: В 3-х томах: Т.1. Пер. с англ. - 4-е изд., перераб. и доп.-М.: Мир, 1993. Т.22. http://siblec.ru/index.php?dn=html&way=bW9kL2h0bWwvY29udGVudC84c2VtLzA2Ni8zLTEuaHRt3. Опадчий Ю. Ф. и др. Аналоговая и цифровая электроника (Полный курс): Учебник для ВУЗов – М.: Горячая линия – Телеком, 2007 г. – 768 с.: ил.4. Федорков Б.Г., Телец В.А. Микросхемы ЦАП и АЦП. М.: Энергоатомиздат, 2009. 320 с.5. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник / Под ред. С. В. Якубовского. М.: Радио и связь, 1990. 496 с.6. Титце У, Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. М.: Мир, 1983. 512с.7. Гнатек Ю.Р. Справочник по цифро-аналоговым и аналого-цифровым преобразователям. М.: Радио и связь, 1982. 551 с.8. Мкртчян С.О. Преобразователи уровней логических элементов. М.: Радио и связь, 2010. 64 с.9. Микропроцессоры. Кн. 2.: Средства сопряжения. Контролирующие и информационно-управляющие системы / Под ред. Л. Н. Преснухина. М.: Высшая школа, 2009.10. Преснухин Л.Н., Воробьев Н.В., Шишкевич Л.А. Расчет элементов цифровых устройств: Учебное пособие. М.: Высшая школа, 1982.11. Полупроводниковые приборы. Транзисторы: Справочник / Под ред. Н.Н. Горюнова. М.: Энергоиздат, 2011. 12. Балакай В. Г. Интегральные схемы АЦП и ЦАП. М.: Энергия, 1978.13. Вениаминов В. Н. и др. Микросхемы и их применение. М.: Радио и связь, 1989.Приложение А. Перечень элементовПоз.обозначениеНаименованиеК-воПримеч.КонденсаторыC1КМ-5Б Н90-33 пФ±10%3C2КМ-5Б Н90-220 нФ±10%1С3КМ-5Б Н90-4,7 нФ±10%1C4,С5КМ-5Б Н90-100 нФ±10%2МикросхемыDA1К561КП11DA2К572ПВ31DA3К572ПА11DA4К140УД171DD1,DD5,DD6К589АП163DD2К556РТ51DD3КР580ВВ551DD4К1554ЛН11DD7КР580ВМ80А1DD8К589ИР121DD9,DD10КМ132РУ92DD11КР580ГФ241DD12,DD13К1554ЛА32РезисторыR1-R5,R7МЛТ-0,125-10 кОм±10%6R6МЛТ-0,125-2,2 кОм±5%1R8МЛТ-0,125-4,7 кОм±5%1R9-R12МЛТ-0,125-300 Ом±10%4ДиодыVD11VD2-VD5AL307БМ4ПрочееSB1-SB4Кнопка с фиксациейPB-22Е06SB5Кнопка PB-02GN12ZQ1Кварцевый резонатор РК257ДГ 2МГцКП 200100.62.002 Э3ЧЕТЫРЕХВХОДОВОЙ СМЕСИТЕЛЬПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВЛитМассаМасштабИзм.Лист№ документаПодпДатаЭРазраб.ПроверилЛист1Листов 2КНИТУУтвердилНевзоров