Курсовая работа: Вычислитель аналогового сигнала
1.4.3 Требования безопасности
Требования безопасности должны соответствовать ГОСТ 12.2.006-87. Надежная работа вычислителя должна обеспечиваться выбором условий эксплуатации.
При эксплуатации вычислителя необходимо следить за правильностью распайки выводов разъемов и обеспечением их механического крепления, а также надежного заземления всего изделия в целом.
При пайке выводов микропроцессора и других микросхем следует принимать меры исключающие повреждение из-за перегрева, механических усилий, статического напряжения.
2. Техническое предложение
2.1 Обзор литературы
Рассмотрим несколько информационно-вычислительных систем, послуживших при проектировании аналогами создаваемой системы сбора информации. Пример опроса MIDI-клавиатуры, обрабатываемой однокристальной микро-ЭВМ К1816ВЕ35.
Микро-ЭВМ – это устройство, занимающееся обработкой информации и управлением работы частей MIDI-клавиатуры. Она имеет специальные двунаправленные выводы, позволяющие создать совмещенную шину адреса/данных, и порт ввода/вывода, к которому подключен блок клавиатуры.
Блок клавиатуры состоит из набора клавиш, которые последовательно опрашиваются сигналами с порта ввода/вывода микро-ЭВМ. При нажатии клавиши выставляется сигнал, вызывающий прерывание программы микро-ЭВМ. По этому прерыванию сигналы, установленные на выводах порта, запоминаются в памяти микро-ЭВМ, и далее используются как код нажатой клавиши.
Генератор вырабатывает и выдает на соответствующие входы микро-ЭВМ тактовые сигналы заданной частоты.
Схема выборки адреса выделяет и сохраняет сигналы адреса во время цикла совмещенной шины адрес/данные.
Считывание с ППЗУ производится через шину адреса/данных под управлением специальных сигналов микро-ЭВМ.
Через MIDI-выход осуществляется передача цифровой кодированной информации на проигрывающее устройство.
В качестве первого примера структурной схемы контроллера была выбрана структурная схема автоматизированной системы контроля (АСК) [1].
В таких системах необходимая информация об объекте контроля, формируется с помощью измерительных датчиков, установленных на нем. В микропроцессорных автоматизированных системах контроля выполняется обработка и промежуточное хранение информации, как в едином измерительном блоке системы, так и в местах, максимально приближенных к источнику информации.
Структурная схема АСК централизованного типа с внутренней магистралью приведена согласно рисунку 1.
Принцип объединения компонентов микроЭВМ и периферийных устройств с помощью общей магистрали позволяет легко модифицировать систему в соответствии с конкретными потребителями. Каждое устройство подключается к магистрали с помощью стандартного интерфейса. Основу схемы АСК составляет процессор, выполняющий функции преобразования поступающей с внешних датчиков (Д1 …..ДN ) информации и ее распределение по оконечным узлам.
АСК может быть выполнена на основе серийно выпускаемой микроЭВМ с собственной памятью данных, либо специализированная микроЭВМ, которая дополняется блоком ОЗУ, где хранятся информационные массивы, участвующие в обработке. Тип микропроцессорных схем и конкретные характеристики проектируемой системы накладывают особенности на структуру процессора.
Интерфейсные блоки - устройства ввода и устройство вывода ориентируются на стандартную форму обмена информацией по магистрали. В накопителе полученная информация сохраняется длительное время, а при регистраторе документируется. Пульт управления и контроля необходим для задания режима работы АСК, оперативного контроля хода измерений и, при необходимости, вмешательства в процедуру обработки информации.
Таймер синхронизирует работу всей системы, и его сигналы могут служить метками реального времени.
В качестве второго примера была выбрана схема одноплатного микроконтроллера мМС1204 [2], которая приведена согласно рисунку 2.
Рисунок 1 - Структурная схема АСК централизованного типа.
Базовой моделью семейства является микроконтроллер мМС1200 [3], который представляет собой законченную одноплатную МС общего назначения с магистрально-модульной архитектурой открытого типа. Основой МС служит шина И41 [3]. На плате отсутствуют какие-либо средства для реализации специальных функций, ориентированных на конкретные применения. Специфичность и разнородность таких средств привели бы к перегрузке платы и ее не эффективному использованию. Поэтому основное внимание было уделено интегрированию действительно универсального базового набора программно-аппаратных средств, обладающего функциональной завершенностью и обеспечивающего применение микроконтроллера в качестве ядра информационных систем.
Рисунок 2 - Схема одноплатного микроконтроллера мМС1204
В состав микроконтроллера входят: 8-разрядный процессор, ПЗУ, ОЗУ, два последовательных интерфейса типа ИРПС и параллельный интерфейс типа ИРПР. Системный таймер (СТ) совместно с 8-уровневой системой прерываний (СП) обеспечивает поддержку режима реального времени, который характерен для многих применений микроконтроллера. Внутрисистемная магистраль организует многоплатные расширения микроконтроллера с помощью специальных и системных модулей, таких как модуль аналогового ввода или системная память соответственно.
В [1] найдена структурная схема вычислителя на базе заданного процессора поясняющая принцип действия микроЭВМ, которая представлена согласно рисунку 3.
Схема включает следующие узлы: