Блок управления 4-х канальным ТВ передатчиком МВ. Устройство индикации - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Главная

Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Блок управления 4-х канальным ТВ передатчиком МВ. Устройство индикации

Проектирование устройства индикации на микроконтроллере KP1816BE51. Выбор и обоснование аппаратной части устройства. Разработка обслуживающей программы на ассемблере. Время выполнения программы индикации. Максимальная оптимизация выполняемого кода.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Министерство образования Российской Федерации
Рязанская государственная радиотехническая академия
Пояснительная записка к курсовому проекту
по дисциплине: Цифровые и импульсные устройства
на тему Блок управления 4-х канальным ТВ передатчиком МВ. Устройство индикации
В данной курсовой работе предстоит спроектировать устройство индикации на микроконтроллере KP1816BE51. Устройство индикации входит в блок управления 4-х канальным ТВ передатчиком. Также в этот блок входят: клавиатура, звук и синтезатор частоты.
При создании радиоэлектронной аппаратуры самого различного назначения в качестве встроенных процессоров управления применяются специализированные микропроцессоры (микроконтроллеры), содержащие помимо процессорного ядра ещё и память, средства ввода-вывода и совокупность встроенных дополнительных узлов, предназначенных для выполнения определённых специфических функций управления.
Всё многообразие микроконтроллеров, выпускаемых разными фирмами, условно можно разделить на две группы: специализированные микроконтроллеры и микроконтроллеры общего назначения. Мы используем микроконтроллер общего назначения. Микроконтроллер общего назначения совпадают со специализированными микроконтроллерами по архитектуре процессорного ядра и системе команд, отличаются тем, что их внутренние функциональные узлы используются для реализации типовых функций управления ( последовательный и параллельный ввод-вывод, фиксирование внешних или внутренних событий, изменение временных интервалов, аналого-цифровое преобразование, управление стандартными шинами последовательного интерфейса и т.п.).
Вопросы построения, функционирования и применения микроконтроллера рассматриваются на конкретном примере отечественно БИС КР1816ВЕ51, которая является полным функциональным аналогом микроконтроллера 8051. Эта микросхема представляет собой высокопроизводительную, экономичную 8-разрядную однокристальную микро-ЭВМ со встроенной постоянной программной памятью команд (ПЗУ) и встроенной памятью данных (ОЗУ). Микроконтроллер содержит все узлы, необходимые для построения автономной (встроенной) микропроцессорной системы:
- 8-разрядный центральный процессор;
- память программ ёмкостью 4 Кбайт;
- 4 канала параллельного ввода\вывода;
- порт последовательного ввода\вывода;
Все микроконтроллеры семейства MCS-51 имеют единую базовую структуру. В состав микроконтроллера входят процессор (CPU), внутренне постоянное запоминающее устройство (IROM), внутренне оперативное запоминающее устройство (IRAM) и набор периферийных устройств. К микроконтроллеру могут быть подключены внешняя постоянная память (EROM) и внешняя оперативная память (ERAM). Процессор содержит арифметико-логическое устройство (ALU), шестнадцатиразрядный счётчик команд (PC), шестнадцатиразрядный регистр указатель данных (DPTR), восьмиразрядный регистр-указатель стека (SP), генератор тактового сигнала (OSC). В состав ALU входят восьмиразрядные регистр-аккамулятор (A), вспомогательный регистр (B) и регистр слова состояния программы (PSW).
1 . Анализ задачи и её формализация
На основе однокристального микроконтроллера необходимо разработать устройство индикации блока управления 4-х канального ТВ передатчика МВ. Блок управления имеет четырёхкнопочную клавиатуру, с нанесёнными на клавиши номерами каналов (2,3,5,6) и устройство индикации для отображения номера канала. Число разрядов линейного дисплея, в данном случае, равно 1. Реализованная подпрограмма обработки нажатия клавиш помещает код нажатой клавиши в ячейку памяти, таким образом, что клавише с номером “2” соответствует код 0, “3” - 1, “5” - 2, “6” - 3, соответственно. Остальные нажатия не обрабатываются (например, одновременное нажатие двух и более клавиш), поэтому в отображении индикатором ошибки нет необходимости. Поскольку для отображения любого номера канала достаточно одноразрядного (имеющий одно знакоместо) индикатора, то режим индикации - статический. Обработка данных в программе - однобайтовая. Устройство индикации должно считывать код клавиши и адекватно отображать его обозначение на цифровом светодиодном индикаторе АЛС359А (приложение 1) . Максимальный ток на выходе микроконтроллера КР1816ВЕ51 составляет 1.6мА, а средний прямой ток потребления одного сегмента индикатора АЛС359А - 22мА. Поэтому, необходимо использовать элемент согласования. В качестве элемента согласования (буфера) используем логический элемент “НЕ” - К155ЛН3 (приложение 2). В одном корпусе микросхемы К155ЛН3 шесть логических элементов “НЕ”, а используемых сегментов индикатора - 7, следовательно, необходимо две микросхемы К155ЛН3. Исходя из выбранного буфера, в качестве которого используется инвертор, признаком свечения сегмента индикатора является логический “0”.
Паспортное напряжение питания индикатора - 2В, ток 22мА, на выходе инвертора 5В, следовательно, необходимы ограничивающие резисторы, сопротивление которых может быть вычислено по следующей формуле:
R = 5/0.022 = 227.27 Ом. Ближайшее сопротивление из стандартного ряда - 220 Ом, это значение выберем в качестве сопротивления ограничивающих резисторов.
Аппаратно - программные требования:
Микроконтроллер имеет 4 восьмиразрядных порта из которых подпрограмма индикации использует порт - Р2, так как вывода точки не требуется по техническому заданию, у Р2 остаётся один неиспользуемый разряд. Этот разряд (7) может использовать подпрограмма звука.
Микроконтроллер имеет 4 банка памяти, из которых подпрограмма индикации использует - Банк №1.
2 . Разработка, обоснование и описание общего алгоритма работы устройства
При включении микроконтроллера мы должны пройти этап инициализации, который состоит: - установка начального значения регистра стека, установка требуемого банка; - установка режима таймера и коэффициента деления; - разрешение прерываний от таймера.
Алгоритм работы программы индикации реализован следующим образом:
- восстановление слова состояния микроконтроллера с сохранением текущего; - чтение кода нажатой клавиши из буфера клавиатуры; - преобразование кода клавиши в его эквивалентное представление на семисегментном индикаторе; - вывод преобразованного кода в порт Р2; - сохранение текущего слова состояния и восстановление предыдущего.
3 . Выбор и обоснование аппаратной части устройства
По техническому заданию, в качестве устройства обработки входных и выходных сигналов используется микроконтроллер КП1816ВЕ51, максимальный выходной ток которого не превышает 1.6мА, следовательно, входной ток буфера должен быть не более этого значения. Выходной ток буфера должен быть не менее тока потребления одного сегмента индикатора АЛС359А - 22 мА. Для реализации данного условия подходит микросхема К155ЛН3.
4 . Разработка обслуживающей программы на ассемблере
На основании общего алгоритма составленного в пункте 3, разработана программа.
**************************MCS51 ****************************
* на тему: Устройство индикации * * *
*************************************************************
* Программа вывода информации на 7-сегментный индикатор *
* Исходные данные:Номера каналов N=2,3,5,6 *
* Число разрядов линейного дисплея N=1 * * *
FILLCHAR 00h ;Заполнить промежутки между секциями нулями.
;--------------------------------------------------------------------
;************константы и переменные **************
;--------------------------------------------------------------------
;Определение неперемещаемых регистров ----+ +-+-----+
P2: .REG 0A0H ; P2 0+--|a| | ; 1+--|b|+a-+ | ; 2+--|c|f b | ; 3+--|d|+-g| | ; 4+--|e|e c | ; 5+--|f|+d-+ | ; 6+--|g| | ; 7| | | | ; ----+ +-+-----+ .RSECT
;Определение перемещаемых регистров
IndPSW: .DS 1 ;хранение PSW для индикации
VarPSW: .DS 1 ;хранение текущего PSW
;Преобразование двоичного кода в семисегмент-ный
;-------------------------------------------------------------------
************************МАКРОСЫ *************************
;-------------------------------------------------------------------
;Сохранение текущего PSW в регистре VarPSW и восстановление IndPSW
;-------------------------------------------------------------------
RestoreIndPSW: .MACRO MOV VarPSW,PSW MOV PSW,IndPSW .ENDM
;-------------------------------------------------------------------
;Сохранение IndPSW и установка прежнего PSW
;-------------------------------------------------------------------
SaveIndPSW: .MACRO MOV IndPSW,PSW MOV PSW,VarPSW .ENDM
;-------------------------------------------------------------------
; Установка банка регистров RB1 и начальная установка регистров
;-------------------------------------------------------------------
InitRegInd: .MACRO MOV SP,#AddrSP DEC SP MOV IndPSW,#Bank1 RestoreIndPSW SaveIndPSW .ENDM
;-------------------------------------------------------------------
; Чтение символа для i-того разряда индикатора из буфера клавиатуры
;-------------------------------------------------------------------
;-------------------------------------------------------------------
; Преобразование цифры в 7-сегментный код с сохранением состояния
; неиспользуемого в программе порта P0.7
;-------------------------------------------------------------------
Coder7Seg: .MACRO MOV DPTR,#Tabl7Seg MOVC A,@A+DPTR .ENDM
;-------------------------------------------------------------------
; с сохранением неиспользуемого разряда 7 порта Р2
;-------------------------------------------------------------------
OutputDat: .MACRO MOV C, Bit7P2 MOV Bit7ACC, C MOV P2,A .ENDM
;-------------------------------------------------------------------
*********************ПРОГРАММА***************************
;-------------------------------------------------------------------
IntitSect: .SECTION InitRegInd .CODE
IntHandle: RestoreIndPSW ReadSym Coder7Seg OutputDat SaveIndPSW .END
передатчик программа индикация микроконтроллер
5 . Оценка быстродействия устройства
Оценка быстродействия устройства вычисляется как суммарное время выполнения программы обработки, при самых неблагоприятных условиях, то есть по самым длинным ветвям условного выполнения (если таковые имеются). Время выполнения программы индикации в данном случае может быть вычислено путём суммирования времени выполнения каждой команды в циклах.
Итого, при обработке каждого прерывания, программа индикации использует Тц=18 циклов процессора.
Время выполнения макроса InitRegInd (Тц=4 цикла + Tц(RestoreIndPSW)+Тц(SaveIndPSW)=12 циклов) не оказывает влияния на общее время работы программы индикации, поскольку выполняется однократно при инициализации.
6 . Отладка разработанной программы. Результаты отладки
Для автономной отладки программы необходимо обеспечить функционирование таймера, т.е. начальную установку значения делителя таймера и режим работы, а так же разрешить прерывания от таймера. Ниже приведен текст программы, со вставками необходимыми для автономной работы.
************************MCS51******************************
* на тему: Устройство индикации * * *
*************************************************************
* Программа вывода информации на 7-сегментный индикатор *
* Исходные данные:Номера каналов N=2,3,5,6 *
* Число разрядов линейного дисплея N=1 *
FILLCHAR 00h ;Заполнить промежутки между секциями нулями.
;--------------------------------------------------------------------
;*************КОНСТАНТЫ и ПЕРЕМЕННЫЕ *****************
;--------------------------------------------------------------------
;Следующие регистры описаны в программе обработки клавиатуры.
;Их описание необходимо при автономном использовании программы
TimeDatL: .EQU 078H ;задержка на 5000 мкс. 5000 -> 1388h
TimeDatH: .EQU 0ECH ; его доп. код = 0EC78Ch
ModeT0: .EQU 0F1H ;режим T0 - таймер в режиме 1
;Определение неперемещаемых регистров ----+ +-+-----+
P2: .REG 0A0H ; P2 0+--|a| | ; 1+--|b|+a-+ | ;Следующие регистры описаны в программе 2+--|c|f b | ;обработки клавиатуры. Их описание 3+--|d|+-g| | ; необходимо при автономном использовании 4+--|e|e c | ;программы 5+--|f|+d-+ |
;Определение перемещаемых регистров
IndPSW: .DS 1 ;хранение PSW для индикации ;Следующие регистры описаны в программе обработки клавиатуры. ;Их описание необходимо при автономном использовании программы
VarPSW: .DS 1 ;хранение текущего PSW
;Преобразование двоичного кода в семисегмент-ный
;-------------------------------------------------------------------
************************МАКРОСЫ ***************************
;-------------------------------------------------------------------
;Сохранение текущего PSW в регистре VarPSW и восстановление IndPSW
;-------------------------------------------------------------------
RestoreIndPSW: .MACRO MOV VarPSW,PSW MOV PSW,IndPSW .ENDM
;-------------------------------------------------------------------
;Сохранение IndPSW и установка прежнего PSW
;-------------------------------------------------------------------
SaveIndPSW: .MACRO MOV IndPSW,PSW MOV PSW,VarPSW .ENDM
;-------------------------------------------------------------------
; Устанавливает T0 в режим 1 таймера с запретом внешнего управления,
; загружает в таймер двухбайтовое число , запускает T0
;-------------------------------------------------------------------
InitTimerT0: .MACRO TH,TL CLR TR0 ORL TMOD,#0FH ANL TMOD,#ModeT0 MOV TL0,#TL MOV TH0,#TH SETB TR0 .ENDM
;-------------------------------------------------------------------
; Установка разрешения всех прерываний и прерываний от таймера T0
;-------------------------------------------------------------------
InitIntT0: .MACRO SETB EA SETB ET0 CLR PT0 .ENDM
;-------------------------------------------------------------------
; Установка банка регистров RB1 и начальная установка регистров
;-------------------------------------------------------------------
InitRegInd: .MACRO MOV SP,#AddrSP DEC SP MOV IndPSW,#Bank1 RestoreIndPSW SaveIndPSW .ENDM
;-------------------------------------------------------------------
; Чтение символа для i-того разряда индикатора из буфера клавиатуры
;-------------------------------------------------------------------
;-------------------------------------------------------------------
; Преобразование цифры в 7-сегментный код
;-------------------------------------------------------------------
Coder7Seg: .MACRO MOV DPTR,#Tabl7Seg MOVC A,@A+DPTR .ENDM
;-------------------------------------------------------------------
; с сохранением неиспользуемого разряда 7 порта Р2
;-------------------------------------------------------------------
OutputDat: .MACRO MOV C, Bit7P2 MOV Bit7ACC, C MOV P2,A .ENDM
;-------------------------------------------------------------------
************************ПРОГРАММА ************************
;-------------------------------------------------------------------
VectIntSeg: .SECTION .ORG 0000H JMP Init .ORG 000BH JMP IntHandle .CODE
Init: InitTimerT0 TimeDatH,TimeDatL InitIntT0 InitRegInd
U_LOOP: SJMP U_LOOP ; бесконечный цикл - имитация ; основной программы
IntHandle: RestoreIndPSW ReadSym Coder7Seg OutputDat SaveIndPSW RETI .END
В настоящей курсовой работе была разработана программная и аппаратная часть устройства индикации блока управления 4-х канальным ТВ передатчиком МВ. Быстродействие программы индикации не требовательно к времени выполнения, однако при разработке были учтён тот факт, что целесообразней оставить больше процессорного времени на выполнение других программ (обработки клавиатуры, синтезатора, звуковой индикации), которые более требовательны к времени. При написании программы индикации была предпринята попытка максимально оптимизировать выполняемый код, уменьшая его размер. Дальнейшая оптимизация вряд ли возможна и необходима, поскольку логика работы достаточна проста.
1. Сальников Н.И. Микроконтроллеры 8051 в устройствах управления радиоэлектронных приборов. :Учебное пособие, :РГРТА - Рязань 1999.
2. Бородин В.Б., Шагруин М.И. Микроконтроллеры. Архитектура, программирование, интерфейс. :Справочник - М., :ЭКОМ, 1999.
3. Гребнев В.В. Однокристальные микроЭВМ семейства MCS-51 фирмы Intel. -С-Пб., :ЭФО, 1997.
4. Аванесян Г.Р., Лёвшин В.П. Интегральные микросхемы ТТЛ, ТТЛШ. :Справочник, - М., :Машиностроение, 1993.
5. Лисицын Б.Л. Отечественные приборы индикации и их зарубежные аналоги. :Справочник - М., :Радио и связь, 1993. (МРБ вып. 1165)
6. Романычева Э.Т., Иванова А.К., Куликов А.С. и др. Разработка и оформление конструкторской документации радиоэлектронной аппаратуры: Справочник. :Под редакцией Э.Т. Романычевой. 2-е издание переработанное и дополненное. - М. :Радио и связь, 1989.
Принцип работы цифрового частотомера, собранного на отечественном микроконтроллере КР1878ВЕ1. Входная формирующая цепь. Внешний генератор тактовых импульсов и устройство индикации. Стабилизатор напряжения питания для входной цепи и устройства индикации. курсовая работа [363,2 K], добавлен 23.08.2011
Проектирование принципиальной схемы устройства индикации на основе 8-битного AVR микроконтроллера типа ATmega16 с питанием от источника питания на 10 V и отображением данных на графическом LCD-дисплее. Разработка программного обеспечения микроконтроллера. курсовая работа [11,3 M], добавлен 19.12.2010
Разработка блок-схемы и программы работы микропроцессорного устройства для контроля и индикации параметров, изменяющихся по случайному закону 8-разрядного двоичного кода. Разработка принципиальной схемы функционирования устройства в среде САПР P-CAD. курсовая работа [709,6 K], добавлен 24.05.2015
Разработка блока динамической индикации для тринадцатиразрядного светодиодного семисегментного индикатора с общим анодом. Хранение отображаемой информации (тринадцать цифр). Элементная база для разработки устройства. Разработка принципиальной схемы. реферат [679,6 K], добавлен 30.06.2014
Технические параметры, характеристики, описание конструкции и состав нашлемной системы. Разработка конструкции бинокулярного нашлемного блока индикации. Принцип действия оптико-электронных нашлемных систем целеуказания. Юстировка оптической системы. дипломная работа [4,0 M], добавлен 24.11.2010
Внедрение микропроцессорной и цифровой техники в устройства управления промышленными объектами. Проектирование схемы детектора фронтов, генератора тактовых импульсов, счетного устройства, блока вывода в устройство обработки, блока индикации и управления. курсовая работа [247,5 K], добавлен 15.05.2012
Принцип работы электрических термометров, преимущества использования. Структурная схема устройства, выбор элементной базы, средств индикации. Выбор микроконтроллера, разработка функциональной схемы устройства. Блок-схема алгоритма работы термометра. курсовая работа [3,6 M], добавлен 23.05.2012
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Блок управления 4-х канальным ТВ передатчиком МВ. Устройство индикации курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Дипломная работа по теме Изготовление детали 'Рычаг'
Реферат: Проблема умов міжнародної торгівлі
Роль Деепричастий В Речи Сочинение
Эссе Политические Партии
Пособие по теме Управління структурою та вартістю капіталу
Итоговая Контрольная Работа По Алгебре Восьмой
Реферат По Страницам Красной Книги
Курсовая работа по теме Гендерні дослідження концептів любов і кохання
Реферат: Michael Jordan Essay Research Paper Look at
Дипломная работа по теме Разработка мероприятий по повышению финансовой устойчивости ПКФ ООО 'Русич'
Баян Картина Сочинение 9
Развитие И Использование Остаточного Зрения Реферат
Курсовая работа: Подготовка отчетов
Фипи Как Писать Эссе По Обществознанию
Реферат: Доходы населения и социальная политика государства
Скачать Титульный Лист Отчета По Практике
Реферат На Тему Оплата Труда За Продукцию
Реферат: Инновационный менеджмент, его сущность
Контрольная работа: по Физической культуре 4
Развития Способностей Младших Школьников Дипломная Работа
Виды договоров - Государство и право курсовая работа
Понятие налогового правонорушения, их виды и ответственность за совершение налогового правонарушения - Государство и право контрольная работа
Особенности формирования терминосистемы "экология" в английском и русском языках - Иностранные языки и языкознание дипломная работа