Розробка мікропроцесорного пристрою системи автоматичного регулювання

ОЗП служить для тимчасового зберігання інформації, потрібної для розрахунків.

СК виконує 3 функції:

ü фіксація слова стану процесора;

ü формування частини сигналів, які належать шині керування МПС;

ü буферизація шини даних.

Він формує керуючі сигнали по сигналам стану МП при зверненні до ЗП: RD i WR, при зверненні до ПВВ: RDIO, WRIO, INTA. А також забезпечує прийом і передачу 8-розрядної інформації між каналом данихМП по виходам D7 – D0 і системним каналом по DB7–DB0. Він складається з двонаправленої буферної схеми даних, регістрів стану і дешифраторів керуючих сигналів.

ППІ в даному МП-пристрої служить для обміну інформацією між МП і зовнішніми пристроями АЦП і ЦАП. Крім того, в склад МП-пристрою входять такі допоміжні елементи, як буферний регістр для організації переривань RST 7, окремі логічні елементи, дешифратори.

3. Алгоритм функціонування МП-пристрою

3.1 Схема алгоритму функціонування МПП як цифрового фільтру, що визначається заданим рівнянням

Система переривань призначена для прийому, пріоритетноі обробки і обслуговування запитів переривань. В загальному випадку запити переривань можуть формуватися по командах програми, внутрішніх або зовнішніх джерелах. Прийом і обробку програмних і внутрішніх переривань виконують внутрішні засоби процесора. При проектуванні системи для обробки цих переривань необхідно розробити програми обробки переривань.

Реалізація переривання виконується за допомогою команди RST N. Джерела запитів переривань ідентифікуються двома способами:

ü послідовне опитування;

ü векторний спосіб.

Адреси команд JМР INТ І у таблиці переходів для кожного запиту переривань визначаються на основі коду, що ідентифікує запит, ККК у командах RSТ N або САLL ADRК, що формуються джерелом запиту переривання. По команді RSТ N адреси в таблиці переходів приймають значення 0000 000, 00 КК, К 000. Таким чином, таблицю переходів розташовують з адреси 000016 по адресу 003F16 з інтервалом у 8 адрес. При використанні команди САLL ADRV адреси в таблиці переходів задаються безпосередньо адресною частиною команди САLL, тому таблиця може розташовуватися в довільному місці ЗП. Для формування команд RSТ N або САLL ADRV V необходими зовнішнього засоби, сопрягаемие з МП через системну шину [3].

Для прийому запитів переривання і формування сигналу переривання МП потребує лише регістр запитів переривань із буфером системної шини і схеми логічного об'єднання вхідних запитів переривань. Програма опитування зчитує вміст регістра запитів переривань, опитує кожен його розряд і передає керування програмам обслуговування переривань.

Такий засіб побудови системи переривань доцільний при невеличкому числі обслуговуючих запитів переривань, тому що засіб опитуванння при великому числі запитів потребує значних витрат часу в порівнянні з векторним.

Для реалізації цифрового фільтру з функціональною залежністю (1.1):

(3.1)

якe в результаті дискретизації набрало вигляду (1.8):

(3.2)

з вводом значень xn через переривання з RST N може бути запропонований наведений нижче алгортм.

Рис 3.1 Алгоритм функціонування МП – пристрою

Рис 3.2 Алгоритм для програми обробки переривань

В процесі обробки запиту на переривання (яке здійснюється подачею на вхід INT мікропроцесора логічної 1) мікропроцесор сигналом INTE=0 забороняє (ігнорує) всі можливі запити та переривання від інших пристроїв ( для даного цифрового фільтру). Запит на переривання може бути тільки від одного пристрою і виконується машинний цикл переривання, в якому виробляється керуюче слово з одиницями в INTA (підтвердженя переривання), MI (початок машинного циклу). W0 (запис або вивід), а MEMR=0 (читання з пам’яті). При цьому сигнал DBIN=1 (прийом інформації з ШД). Тобто МП читає з ШД деяку інформацію, яка не видається, а вибирається з пам’яті чи портів. В цей момент на ШД повинен бути код команди RST N (для даного завдання RST 7):

Для RST 7 код буде 111111111. Ця команда здійснює перехід на адресу 8*N. Для RST7 це дорівнює: 8*N=8*7=5610=38H=00111000В.

У процесорах, побудованих на основі ВІС КР580ВК28 (КР580ВК38), можна формувати команду RST 7 (11111111) шляхом підключення виходу підтвердження переривання INТА ВІС до джерела +12В, що дозволяє звертатися до таблиці переходів за адресою 3816, по якій розміщають програму ідентифікації запитів від декількох джерел опитуванння.

При переході на дану адресу в стек записується адреса повернення.

Необхідність в команді EI (дозвіл переривань) зумовлена тим, що вихід INTE в стан логічної 1 (дозвіл переривань) можна перевести тільки програмним способом, а в стан логічного 0 його можна встановити, як програмною командою DI, так і апаратним способом.

3.2 Вибір структури представлення даних

Структура представлення даних, які входять в рівняння цифрового фільтру, визначається виходом рівняння і розрядністю АЦП. При заданій розрядності АЦП – 8 розрядів та вхідним додатнім однополярним сигналом, для представлення xn потрібно 8 розрядів, тобто xn повинний виражатись однобайтовим словом. Виходячи з цього, знайдемо, скільки розрядів займатиме результат yn та yn-1 .

Для заданого рівняння (дискретизованого) цифрового фільтру у вигляді:

коефіцієнти визначаються: (3.3); (3.4)

(3.5).

Припустимо, що для констант відведемо по три біта на кожну. Їх максимальне значення при цьому (найгірший варіант) буде дорівнювати 7. Звідси, посилаючись на (3.3) – (3.5), а0=0,4969, b0=0,50020, c0=-0,006134. Мінімальне дробове число в двійковій формі, яке може розміститись у восьми розрядах – 2-810=0,00290625. Як бачимо, всі коефіцієнти більші цього числа, але менші за одиницю. Візьмемо для їх представлення один байт (на кожного).

Тепер знайдемо, скільки розрядів потрібно для представлення yn та уn-1.

Так як вхідний сигнал однополярний, то нам не потрібно відводити розряд під знак.

Розрядність добутків а0хn, b0yn, c0yn-1 не буде перевищувати 8 біт, так як коефіцієнти а0, b0, c0 є менші по модулю за одиницю. Їх сума теж не перевищує 255, так як , а с0 менше нуля .Тоді розрядність yn буде дорівнювати розрядності xn, тобто 8 біт.