Устройство сбора данных - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Проект устройства сбора данных (УСД), предназначеный для измерения, сбора, обработки, хранения и отображения информации с реальных объектов. Разработка блока выработки адресов каналов коммутатора. Абстрактный синтез УУ. Синтез управляющего устройства.


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.
Московский Технический Университет Связи и Информатики
Кафедра вычислительной техники и управляющих систем
Разработка блока выработки адреса ЗУ
Разработка блока выработки адресов каналов коммутатора
Словесное описание цикла сбора данных
Информационно - измерительные и управляющие цифровые микропроцессорные системы, к которым относится проектируемое устройство сбора данных (УСД), предназначены для измерения, сбора, обработки, хранения и отображения информации с реальных объектов. Такие системы используются практически во всех отраслях народного хозяйства для контроля и управления технологическими процессами, накопления статистических данных. В радиотехнических системах и в технике связи УСД используются для обработки сигналов, функционального контроля каналов связи, диагностирования состояния аппаратуры. Первичная информация в УСД поступает, как правило, по каналам от датчиков в виде аналогового напряжения. В УСД информационные каналы опрашиваются. Поступающие из них мгновенные отсчеты сигналов преобразуются в цифровую форму и помещаются в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) с целью последующей их обработки.
Аппаратура УСД состоит из двух частей - операционного и управляющего устройств (ОУ и УУ). УУ является цифровым автоматом, который вырабатывает в некоторой временной последовательности управляющие сигналы. Существуют два принципиально разных подхода к проектированию микропрограммного автомата: использование принципа схемной логики и программной логики.
Спроектировать устройство сбора данных (УСД). Имеется F аналоговых каналов. Необходимо, опрашивая их согласно заданной последовательности, получаемые из каналов аналоговые величины с помощью АЦП преобразовывать в цифровую форму (двоичные слова стандартной длины 1 байт = 8 бит) и помещать в последовательные ячейки некоторой области ЗУ, начиная с ячейки, имеющей адрес G.
Цифровая процессорная система, фрагментом которой является проектируемое УСД, имеет в своем составе ЗУ емкостью Q бит.
Нам требуется: Реализовать УСД в виде процессорного устройства, построенного на принципах схемной логики, с доведением его до уровня функционально-логической схемы.
Исходные данные на курсовой проект приведены в таблице 1.
Порядок опроса каналов приведен в таблице 2.
Начальная последовательность каналов
Структурная схема УСД приведена на рис. 1. В состав УСД входят:
Мультиплексор (MS): имеет F аналоговых входов и m управляющих (адресных) входов. При подаче на адресный вход двоичного числа - адреса - происходит подключение одного из аналоговых каналов, имеющих данный адрес, к выходу MS. Число опрашиваемых аналоговых каналов связано с числом адресных входов k = 2 m .
АЦП: имеет 1 аналоговый вход и 8 выходов, по которым в двоичном, параллельном коде выдается число, соответствующее уровню поданного на вход АЦП отсчета аналогового сигнала. Перед началом работы АЦП на него должен быть подан сигнал запуска.
АЦП выполняет преобразования за несколько тактов. После окончания преобразования АЦП выдает сигнал ОК (окончание преобразования) на устройство управления. Сигнал ОК - флаг (обозначается как Т фл ), должен быть зафиксирован с помощью триггера до момента окончания записи данных опрашиваемого канала в ячейку памяти ОЗУ.
MS и АЦП берутся как стандартные схемы с соответствующими характеристиками.
Устройство управления на некоторых тактовых интервалах с учетом осведомительных сигналов, поступающих от других устройств (в дальнейшем такие сигналы обозначаются буквой X i ), формирует управляющие сигналы Y n , которые обеспечивают запуск других устройств и согласованную их работу.
В ходе выполнения курсовой работы разрабатываются: ОЗУ, устройство выработки адреса памяти, устройство выработки адреса каналов, а также УУ.
Разработка блока выработки адреса ЗУ
Требуется синтезировать устройство, которое могло бы, начиная с определенного начального адреса G, производить формирование последующих адресов, отличающихся друг от друга на единицу. Разработку такого устройства можно осуществить с помощью счетчиков. Длина адресного слова определяется емкостью памяти.
Начальный адрес ячейки памяти G = 6800 16 = 0110 1000 0000 0000 2
Блок будет содержать три четырехразрядных суммирующих двоичных счетчика с предустановкой. Схема блока представлена на рис. 2.
Разработка блока выработки адресов каналов коммутатора
Число каналов F = 8 10 . Блок можно синтезировать с использованием трехразрядного двоичного счетчика, последовательно формирующего двоичные адресные числа от 1 до 4 с перекодировкой данной последовательности с помощью дешифратора (DC) и шифратора (CD). После опроса всех каналов срабатывает схема прерывания счета и формируется сигнал сброса счетчика в ноль.
Адрес опрашиваемого канала подается на коммутатор (мультиплексор) параллельным двоичным кодом через ключи. Этот делается для синхронного поступления на мультиплексор всех разрядов адресного слова.
Шифратор - устройство, осуществляющее преобразование десятичных чисел в двоичные. Для обратного преобразования двоичных чисел в небольшие по значению десятичные числа используются дешифраторы. Схема блока выработки адресов каналов коммутатора показана на рис. 3.
Словесное описание цикла сбора данных
Составим словесное описание работы УСД в виде последовательности выполняемых в нем микроопераций.
1. Цикл сбора данных начинается с того, что в счетчик СТ2 блока выработки адресов ячеек памяти производится запись адреса первой ячейки области памяти ОЗУ, отведенной для хранения данных. Очевидно, что в качестве СТ2 удобно использовать такой счетчик, в котором предусмотрена возможность предустановки начального адреса (НА). Ввод начального адреса осуществляется параллельным кодом. Подав на одни входы установки НА логический ноль (потенциал земли или корпуса), а на другие - логическую единицу (напряжение источника питания), можно обеспечить запись требуемого адреса в счетчик в одном такте.
2. Счетчик СТ2 блока выработки номера канала сбрасывается в «0». Тем самым в нем формируется адрес аналогового канала, опрашиваемого первым.
3. Производится сброс в «0» триггера Т фл (гашение флага). При записи данных первого из опрашиваемого каналов Т фл = 0. Однако перед началом опроса всех последующих каналов, поскольку состояние триггеров флага фиксируется, Т фл = 1. Поэтому эта микрооперация необходима.
4. Адрес аналогового канала из СТ2 2 выдается на адресные входы коммутатора. Коммутатор подключает первый опрашиваемый канал к входу АЦП.
5. Производится запуск АЦП, и в нем начинается процесс аналого-цифрового преобразования.
6. Проверяется содержимое триггера Т фл . Пока Т фл = 0, устройство пребывает в режиме ожидания окончания преобразования в АЦП. По окончании преобразования АЦП вырабатывает сигнал ОК, устанавливающий Т фл в состоянии 1. Как только Т фл устанавливается в 1, при наличии разрешающего сигнала, осуществляется запись данных с выхода АЦП в требуемую ячейку памяти.
7. В СТ2 1 подготавливается адрес следующей ячейки ОЗУ путем прибавления единицы к содержимому счетчика (к адресу предыдущей ячейки).
8. В СТ2 2 формируется адрес следующего аналогового канала путем прибавления единицы к содержимому счетчика.
9. Проверяется содержимое счетчика СТ2 2 . Если (СТ2) = 0, то операции 3-8 повторяются. В противном случае происходит завершение цикла сбора данных (выход из цикла), так все каналы оказываются опрошенными.
На основании словесного описания составим в соответствующем порядке список микроопераций, необходимых для управления ОУ:
y1 - установка в 0 СТ2 2 (сброс), (СТ2 2 < 0);
y2 - разрешение записи начального адреса G в СТ2 1 ;
у4 - разрешение передачи адреса аналогового канала на коммутатор [комм.<(СТ2 2 )];
yб - разрешение записи данных из АЦП в ОП [ОП < (АЦП) ];
у7 - увеличение на 1 (CT2 1 ) приращение счетчика [инкремент СТ2 1 < (СТ2 1 ) + 1];
у8 - увеличение на 1 (СТ2 2 ) - приращение счетчика [СТ2 2 < (СТ2 2 ) + 1].
В процессе выполнения цикла сбора данных в ОЗУ УСД вырабатываются осведомительные сигналы: сигнал X1 = 1 -- сигнал ОК и сигнал Х2 = 1 - завершение цикла сбора данных (опроса всех каналов). Если количества каналов меньше 16, а используется 16-разрядный счетчик, то необходимо составить схему, вырабатывающую сигнал логической единицы для обнуления счетчика после опроса всех каналов.
УСД состоит из двух основных узлов: операционного узла (ОУ) и узла управления (УУ). ОУ - это устройство, в котором непосредственно выполняются операции, реализуемые процессором. В нашем примере на входы ОУ поступают данные с выхода АЦП, представленные в виде параллельного двоичного кода, а преобразования, осуществляемые в ОУ, состоят в приеме этих данных из того или иного аналогового канала и пересылки их в требуемые ячейки оперативной памяти.
УУ в определенной последовательности формируют управляющие сигналы yl, у2..... и с их помощью координирует работу элементов схемы ОУ, обеспечивая в нем требуемую обработку информации. Под действием каждого из этих сигналов в элементах ОУ производятся некоторые элементарные действии, называемые микрооперациями. К числу таких действий, например, относятся разрешение записи данных в память, приведение в исходное состояние счетчика и т. п.
В каждый тактовый период синхроимпульсов в ОУ может выполняться одна или несколько независимых друг от друга микроопераций в различных элементах схемы. Набор микроопераций, выполняемых в ОУ одновременно (в одном такте), называется микрокомандой (МК), т.е. для управления всеми микрооперациями достаточно выдачи из УУ одного сигнала, который далее разветвляется по всем соответствующим направлениям. При необходимости управления микрооперацией сигналом «0», а МК = 1, в цепь передачи устанавливается инвертор.
УУ работает под действием команд - двоичных кодов, подаваемых на входы Z1, Z2... На входы XI, Х2... УУ поступают осведомительные сигналы, иначе называемые условиями или признаками, которые формируются ОУ и влияют на последующие значения управляющих сигналов Y, определяя тем самым последующие этапы преобразования операндов в зависимости от результатов, полученных в ОУ при выполнении предыдущей микрокоманды.
На основе изложенного выше описания цикла сбора данных составляем блок-схему алгоритма функционирования:
Анализ алгоритма показывает, что микрооперации y1, y2, а также y3, y4, y5 и y6, y7, y8 не зависят друг от друга и могут выполняться одновременно в одном такте. Следовательно, эти микрооперации в группах можно объединить в микрокоманды. Затем следует произвести разметку получившейся блок-схемы. Начало и конец блок-схемы обозначим a0, что соответствует исходному состоянию управляющего автомата. Вход каждого блока, следующего за операторными блоками, которые имеют прямоугольную форму, помечаем символами a1, a2, a3, соответствующими последующим состояниям УУ.
Далее на основе произведенной разметки блок- схемы алгоритма строится граф функционирования УСД. Каждому из состояний управляющего автомата соответствует узел графа, дугами графа изображаются переходы автомата из одного состояния в другое, причем возле каждой дуги указывается условие перехода X и выполняемая на данном тактовом интервале микрокоманда Y.
Управляющее устройство состоит из комбинационного цифрового устройства (КЦУ) и из запоминающего устройства (ЗУ), которое в свою очередь состоит из двух JK триггеров:
Эта схема содержит КЦУ и ЗУ, состоящее из двух RS - триггеров. Как известно, для обеспечения перехода RS из состояния a(t) в новое состояние a(t+1), на входе R и S нужно подавать определенные сигналы возбуждения. Набор таких сигналов показан в таблице 3.
Сигналы XI, Х2, Q1, и Q2 выступают в роли аргументов, а сигналы J1, K1, J2, К2, являются логическими функциями, которые должен реализовывать КЦУ1. Y1, Y2, Y3 являются логическими функциями, которые должен реализовывать КЦУ2.
Далее при помощи карт Карно находим нормальные минимальные дизъюнктивные формы для функций:
На основании полученных с помощью карт Карно выражений построим обобщенную схему КЦУ в базисах И-ИЛИ (рис. 8).
Колотушкин Р.И. Методические указания для курсового проектирования «Устройство сбора данных». М., Инсвязьиздат, 2001.
Разработка структурной схемы канала выборки и преобразования аналоговых данных. Синтез и аппаратная реализация низкочастотного активного фильтра Баттерворта 2-го порядка. Расчет и согласование инструментального усилителя и устройства выборки хранения. курсовая работа [280,6 K], добавлен 16.09.2010
Проектируемое устройство для сбора и хранения информации как информационно-измерительная система исследований объекта. Выбор элементной базы и принципиальной схемы аналого-цифрового преобразователя. Расчет автогенератора и делителя частоты, блока питания. контрольная работа [68,9 K], добавлен 17.04.2011
Функциональная схема и механизм работы цифрового устройства обработки данных. Синтез управляющего автомата, выбор типа триггера, описание управляющего автомата и счётчиков на языке Verilog. Процесс тестирования и моделирования управляющего автомата. курсовая работа [3,2 M], добавлен 05.12.2012
Описание форматов команд и обрабатываемых данных. Содержательная ГСА функционирования центрального обрабатывающего устройства, его структурная схема. Архитектура внешних выводов процессорного блока. Синтез управляющего автомата. Кодирование операций. курсовая работа [1,4 M], добавлен 17.12.2013
Разработка функционально законченного устройства для обработки входных сигналов линии с использованием цифровых устройств и аналого-цифровых узлов. Алгоритм работы устройства. Составление программы на языке ассемблера. Оценка быстродействия устройства. курсовая работа [435,5 K], добавлен 16.12.2013
Разработка структурной схемы канала сбора аналоговых данных. Технические требования к функциональным узлам микропроцессорной системы. Расчет параметров согласующего усилителя, фильтра низких частот, функционального преобразователя и управляющего тракта. курсовая работа [334,9 K], добавлен 16.04.2014
Технические системы сбора телеметрической информации и охраны стационарных и подвижных объектов, методы обеспечения целостности информации. Разработка алгоритма и схемы работы кодирующего устройства. Расчет технико-экономической эффективности проекта. дипломная работа [3,8 M], добавлен 28.06.2011
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



Устройство сбора данных курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Реферат На Тему Окисление Ненасыщенных Жирных Кислот. Биосинтез Холестерина. Мембранный Транспорт
Сколько Нужно Писать Слов В Декабрьском Сочинении
Объекты Социальной Работы Курсовая
Сколько Эссы В Одном Ящике
Курсовая работа: Расчёт технико-экономических показатели работы добычного участка. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Міжбюджетні відносини на Україні
Доклад по теме Влияние олимпийской символики, используемой в качестве торговой марки, на поведение потребителя
Реферат: Финансовое планирование и проблемы его совершенствования
Курсовая работа по теме Проектирование спортивного комплекса и его роль в градостроительстве города
Курсовая Работа Гражданское Общество И Правовое Государство
Курсовая работа по теме Документационное обеспечение управления фирмой. Состав документации
Курсовая работа по теме Учет капитальных вложений
Контрольная работа: Манси. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа по теме Проектирование свиноводческой фермы
Курсовая работа по теме Отображение математических формул в формате LaTeX на форуме PHPBB3
Курсовая работа: Системный подход в управлении
Курсовая работа по теме Развитие машиностроения в Украине
Курсовая работа по теме Адміністративно-правові повноваження органів, що забезпечують законність та безпеку на морському транспорті
Правила Оформления Курсовой Титульный Лист
Курсовая работа: Жанр хорового концерта в русской духовной музыке рубежа XIX в. Скачать бесплатно и без регистрации
Системы живого мира - Биология и естествознание реферат
Проект Конституции РФ, подготовленный фракцией "Коммунисты России" Верхового Совета РФ - Государство и право контрольная работа
Мусульманская правовая система - Государство и право курсовая работа