Рішення технологічної задачі з допомогою мікропроцесора і КРВМ-2

Рішення технологічної задачі з допомогою мікропроцесора і КРВМ-2

для студентів технічних спеціальностей

денної та заочної форми навчання

Редакційно-видавничий відділ

Луцького державного технічного університету

Луцьк 2004

УДК 631.145

ББК 65.9(2)32

С91

Методичні вказівки до лабораторного заняття №8 на тему:
”Рішення технологічної задачі з допомогою мікропроцесора КРВМ-2” для студентів технічних спеціальностей стаціонарної та заочної форм навчання. – Луцьк: ЛДТУ, 2004, - 8 с.

Методичні вказівки складено відповідно до діючої програми курсу “Основи промислової електроніки та мікропроцесорної техніки”. Вони можуть бути використані студентами технічних спеціальностей при вивченні даної теми.

Укладачі: к.т.н., доц.. Р.О. Селепина

к.ф.-м.н., доц. М.В.Хвищун

Рецензент: к.т.н. доц.. М.В.Пєтухов

Відповідальний за випуск: к.т.н., доц. М.Н.Лябук

Затверджено науково-методичною радою ЛДТУ

протокол № від 2004 р.

Рекомендовано до друку науково-методичною комісією

енергоощадного факультету

протокол № від 2004 р.

Затверджено на засіданні кафедри ТЗЕ

протокол № від 2004 р.

©Селепина Р.О., Хвищун М.В. 2004

Тема: Ознайомлення з роботою на учбово-лабораторному комплексі (на базі КРВМ-2)

Мета роботи: Ознайомитися з структурою мікропроцесора, структурою учбової лабораторії, картою пам'яті, органами керування і режимами роботи.

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Мікропроцесор (МП) - пристрій, який виконує функції програмної обробки інформації (обчислення),аналогічно функціям центрального процесора звичайної ЕОМ і реалізованої на одній схемі високого ступеня інтеграції (ВІС), або декількох ВІС.

Спрощена схема мікропроцесорної системи, призначеної для вивчення апаратної частини і програмного забезпечення показана на рис.1.

Дана схема може розглядатись як узагальнена архітектура мікро-ЕОМ. Більша частина мікро-ЕОМ містить,меньшою мірою,ці характерні пристрої, а також деякі інші (джерело живлення, джерело тактових імпульсів і деякі лінії), які входять до складу ЕОМ і необхідні для її роботи.

МП - називають також центральним процесорним елементом (ЦПЕ) або просто процесором,який є " мозком" системи. В ньому є вся логіка розпізнавання і виконання списку команд (програми).

Пристрій вводу/виводу зв'язує МП з клавіатурою і дисплеєм. Передача інформації всередині системи здійснюється по шині адреси,шині даних і шині керування. Мікропроцесор контролює всі системи і керує ними за допомою ліній керування (шин контролю).(див.рис.1).З допомогою Адресної шини (16 паралельних провідників) вибирає комірку пам'яті даних, порти вводу-виводу даних. Шина даних (8 паралельних провідників) є двонапрямленою і служить для передачі даних в елементи МП - центральний процесорний елемент (ЦПЕ), або із них. Важливо відзначити, що за допомогою шини даних МП може пересилати дані в пам'ять або із неї.

Для виконання системою необхідної задачі вимагається відповідний список команд:

а) прочитати дані з клавіатури;

б) записати дані на дисплей;

в) повторити з кроком 1.

Для того, щоб МП зміг виконати завдання у відповідності зі списком команд, команди повинні бути переведені в код, зрозумілий МП. Ці коди потім зберігаються в пам'яті системи.

МП починає роботу у наступній послідовності:

1) читаючи перший код у пам'яті, розшифровує відповідну команду і виконує вказану в ній операцію;

2) далі процесор зчитує команду з наступної комірки пам'яті і знову виконує відповідну операцію.

Цей прoцес повторюється з наступним перебором відповідних комірок.

Рис.1. Схема мікропроцесорної системи.

Існують деякі визначені команди, які заставляють МП "перескочити" на другий адрес пам'яті, оминаючи встановлений порядок черговості, для виконання наступноії команди.

В наборі команд МП є такі, що змінюють розглянутий вище порядок черговості виконання команд (згідно принципу наступності). Ці команди можуть передавати керування на довільне місце програми. Програма може повернути МП до виконання команди з адресом на початку програми, створюючи цикл, який повторно виконується. Існують команди, які дозволяють багатократно виконувати набір команд (тіло циклу). Це дозволяє створити коротку програму для виконання операцій, які повторюються багато разів.

Команди програм розміщуються байтами в одній або декількох областях пам'яті, які називають програмною (оперативною) пам'ятю.

МП використовують одно, двох і трьохбайтні команди. Перший байт завжди є КОП (код операцій), який уточняє характер виконуваної МП операції. Процесор взнає КОП, коли вони складаються із 8 біт двійкової системи. Склад команд, на які МП реагує, постійно визначений властивостями і структурою кристалу.

Для виконання команд в МП існують сигнали, основні з яких показані на рис.2.

До таких сигналів належать 16 адресних ліній, які створюють шину адреси і 8 ліній даних, які створюють шину даних. Шина даних є двонапрям-леною, тобто дані по цій шині можуть проходити в обох напрямках. Сигнали “Запис” і “Читання” - сигнали, які керують потоком даних по шині даних (тобто визначають напрям руху даних). Сигнал "Сброс" використовується для приведення в початковий стан (вихідне положення) внутрішньої схеми МП, сигнал "Перерив" дозволяє МП переривати. виконання біжучої команди і зупинки МП.Сигнал "Синхр" синхронізує всі пристрої в МП - системі і встановлює темп виконання команд.

Рис. 2 Основні сигнали МП.

Виконання всіх сигналів буде описано при вивченні апаратної частини мікропроцесорних пристроїв. Для зберігання програм і даних в МП вікористовують інтегральні схеми пам’яті, які розділяють на дві категорії:

- постійно-запам’ятовуючі пристрої(ПЗП);

- оперативно-запам’ятовуючі пристрої(ОЗП);

ПЗП – пам’ять, з якої можна тільки зчитувати інформацію, яка була записана раніше при виготовленні схеми.

ОЗП – пам’ять, в якій дані можуть бути записані, збережені і можуть бути замінені оператором. ОЗП втрачає свою інформацію при відключенні живлення від МП.

Практична частина

Склад блоку мікро - ЕОМ.

Програми СПОПЛК (“ специальногопрограмного обеспечения програмируемого логического контроллера”) займають 8 Кбайт і знаходяться в ПЗП в полі адрес 000 + 1FFF. Таблиця алгоритмів займає 6 Кбайт і повинна знаходитись в ПЗП в полі адрес 3800 +37FF. Робочі комірки і область стеку потребують 2 Кбайт ОЗП в полі адрес 3800 + 3FFF.

Для роботи “ Програмування керування об’єктом ” необхідно:

- СВМІ - плата центрального процесора;

- ЯП - "комірка" пам'яті, де знаходяться СПОПЛК і таблиця алгоритмів.

- ЯВВ - 43 – комірка вводу/виводу для вхідних сигналів Х₁ – Х₂₄;

- ЯВВ - 47 - для вихідних сигналів Y₁ - Y₂₄;

- ЯВВ - 4В або ЯВВ 4F - для зовнішніх задатчиків чисел, якщо вони передбачені в алгоритмі керування об’єктом;

- ЯПИ - для процедур “мережевого” обміну, реалізації часових функцій;

- ЯВВ - 03 - для індикації сигналу “ Готов ”, керування блоком живлення БСО і для підключення " Програматора " при роботі з програмою " Запис ";

- ЯСР - "комірка узгоджуючих регістрів" внутрішньої магістралі мікро-ЕОМ.

КРВМ - 2 - це програмований логічний контроллер на 24 входи і 24 -виходи.СПОПЛК реалізує процеси керування об'єктом в межах цієї кількості вхідних і вихідних сигналів. У випадку, коли об'єкт містить велику кількість датчиків і виконуючих пристроїв, необхідно використовувати відповідну кількість КРВМ - 2 з окремо описаним процесом керування в кожному із них.

Кожному виконуючому пристрою на об'єкті керування ставиться у відповідність конкретний вихідний сигнал і цей зв'язок реалізується апаратно.

Кожному датчику об'єкта керування ставиться у відповідність конкретний вихідний сигнал X₁ –X₂₄ і цей зв’язок реалізується апаратно.

Основні команди монітора

● Команда S (заміна вмісту пам’яті).

S < адрес > < > … - мнемоніка команди.

Команда виводить адрес, вміст комірки пам’яті, реассемблеровану команду, починаючи з адреси, визначеного параметра < адрес >, дозволяючи користувачу змінити вміст комірки.

Вивід у наступній формі: > ****AA, де **** - адрес, АА – вміст комірки за адресом ****.

Команда S виконується в такій послідовності:

- ввести символ 16 ^ий адрес першого аналізованого байта в пам’яті;

- набрати роздільник (1) пробіл або (2) повернення каретки, якщо (2) – виконання команди завершено, (1) – на пульті оператора виводиться адресом вміст комірки і мнемоніка команди;

- якщо необхідно модифікувати вміст виведеної комірки, необхідно ввести її нове значення;

- перейти до набору роздільника.

● Команда В – роздрук в реасемблері масиву пройденого по команді (останній перед В).

Синтаксис: В “ ВК”.

● Команда D (індикація вмісту пам’яті).

Синтаксис: D < початковий адрес >< > <кінцевий адрес ><ВК>

Команда D виводить на пульт оператора вміст ділянки пам’яті заданої параметрами < початковий адрес >< кінцевий адрес >.

● Команда М (переміщення вмісту пам’яті).

Синтаксис: М < початковий адрес > < > <кінцевий адрес > < > < адрес розміщення> <ВК>.

Команда М переміщує в пам’яті масив інформації із ділянки, визначеної параметрами < початковий адрес > <кінцевий адрес > в другу область пам’яті, починаючи з адреси, заданої параметром < адрес розміщення>.

Після виконання пересилання монітор виводить на пульт оператора адрес останнього байта результуючого масиву.

● Команда Е (порівняння двох областей пам’яті).

Синтаксис: Е < початковий адрес 1 > < > <кінцевий адрес 1 > < > < початковий адрес 2> <ВК>.

Команда Ездійснює порівняння двох областей пам’яті системи, перша із яких задається параметрами < початковий адрес 1 > < > <кінцевий адрес 1 >, а початковий адрес другої області визначається параметрами < початковий адрес 2>.

При вияві невідповідності на пульт оператора виводиться наступне повідомлення для кожної невідповідності:

хххх = АА yyyy = BB,

де хххх – адрес першої опитуваної області, АА – вміст по адресу хххх,

yyyy – адрес другої порівнюваної області, ВВ – вміст по адресу yyyy.

● Команда F (заповнення пам’яті кодом).

Синтаксис: F < початковий адрес > < > <кінцевий адрес >

< > < константа > <ВК>.

Команда F заповнює байтовим кодом,заданим параметром < константа> ділянку пам’яті, яка визначається параметрами < початковий адрес > і <кінцевий адрес >.

● Команда J (пошук заданого значення).

Синтаксис: J < тип > < початковий адрес > < > <кінцевий адрес > < > < константа > <ВК>.

Команда Jпорівнює одно і двохбайтний код, заданий параметром

< константа > із вмістом ділянки пам’яті, визначеної параметрами >

< початковий адрес >, <кінцевий адрес >.

Тип порівняння задається параметрами < тип >. Якщо тип дорівнює “ B “, то константа розглядається як однобайтний параметр, якщо ж тип дорівнює “ W ”, то константа розглядається як двобайтний параметр. При рівності заданого коду і коду із пам’яті, на пульт оператора виводиться адрес комірки, який містить знайдений код.

● Команда N (виконання однієї команди).

Синтаксис: < N >

Команда N виконує одну команду із програми користувача. Після виконання команди на пульт оператора виводиться вміст робочих регістрів користувача. Адрес виконуваної команди визначається вмістом програмного лічильника. Команда виконується тільки в оперативній пам’яті.

● Команда О текстує область оперативної пам’яті заданої параметрами

< початковий адрес > і <кінцевий адрес >.

О < початковий адрес > < > <кінцевий адрес > <ВК>.

● Команда < G > (пуск прогрсми).

Синтаксис: G < пусковий адрес > < ВК>.

Команда G передає керування від монітора програмі користувача з адреси заданого параметру < пусковий адрес >.

● Команда К (покрокове виконання програми).

Синтаксис: < К >.

Команда Каналогічна до команди N.

● Команда Т (відображення заданого шістнадцяткового числа в двійковому коді).

Синтаксис: Т: < xx>< > < двійковий код >,

де <xx> задане число.

Увага, всюди під позначкою < > розуміти пробіл.

● Команда С (здійснює читання з комірки ЯВВ, ЯПВВ заданої адреси).

Синтаксис: С > (адрес) (пробіл),

якщо < ВК> - то повернення в монітор.

Прочитані значення відображаються на екрані дисплею.

● Команда W (здійснює вивід трьох заданих з клавіатури значень в три порти ЯВВ, ЯПВВ заданої адреси).

Синтаксис: W > (адрес) (пробіл),

А = хх (пробіл)

В = хх (пробіл)

С = хх (пробіл)

В (адрес) OUT? ВК / IN.

Якщо “ ВК ” – то вивести задані значення (хх), якщо “ IN ” – повернення в монітор.

Режим PRG.05. призначений для ознайомлення і організації простіших програм вводу / виводу на контроллері розподіленої обчислювальної потужності КРВМ – 2. Ввід здійснюється з 24^х входів, вивід на 24 виходи, які розміщені на комутаційній клемній панелі КРВМ – 2. Вхід в режим PRG.05 здійснюється натискуванням латинської “ H ”, вихід – натискуванням клавіші “ 0 “ (нуль). Всього програма може мати 99 кроків. Режим містить 9 змінних Y1....Y9, які задаються з клавіатури дисплею: “ Y “ “n” “- “ xx “ BK”,

де n=1..9, хх – будь-яке шістнадцяткове число і три змінних Х1...Х3, які приймаються по команді “ IN “ з трьох портів А, В, С відповідно.

● Команда TIME: потребує задання часової затримки чотирьохзначним десятковим числом (від 0000 до 9999).

СИСТЕМА КОМАНД PRG.05.

“ H “ –вхід в режим PRG.05.

ЛІТЕРАТУРА.

1. Горбунов И.Л., Панфилов Д.И., Преснухин А.Л. Микропроцессоры.Основы построения микро ЭВМ.,М.-Высшая школа 1984.

2. Учебно – лабораторный комплекс (на базе КРВМ – 2). Рекомендации по применению.,1990.

НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНЕ ВИДАННЯ

Методичні вказівки до лабораторного заняття №8 на тему:
” Рішення технологічної задачі з допомогою мікропроцесора КРВМ-2” для студентів технічних спеціальностей стаціонарної та заочної форм навчання.

Комп’ютерний набір та верстка: М.Хвищун

Редактор: Л.Ю.Тиха

Підп. до друку Формат 60=84/16.Папір офс.

Гарн. Таймс. Ум. друк. арк.0,5. Обл.. вид. арк.. 2.

- Тираж 100 прим. Зам. 1608.

Редакційно-видавничий відділ.

Луцький державний технічний університет

43018, м. Луцьк, вул.Львівська, 75

Друк – РВВ ЛДТУ

Рішення технологічної задачі з допомогою мікропроцесора і КРВМ-2

для студентів технічних спеціальностей

денної та заочної форми навчання

Редакційно-видавничий відділ

Луцького державного технічного університету

Луцьк 2004

УДК 631.145

ББК 65.9(2)32

С91

Методичні вказівки до лабораторного заняття №8 на тему:
”Рішення технологічної задачі з допомогою мікропроцесора КРВМ-2” для студентів технічних спеціальностей стаціонарної та заочної форм навчання. – Луцьк: ЛДТУ, 2004, - 8 с.

Методичні вказівки складено відповідно до діючої програми курсу “Основи промислової електроніки та мікропроцесорної техніки”. Вони можуть бути використані студентами технічних спеціальностей при вивченні даної теми.

Укладачі: к.т.н., доц.. Р.О. Селепина

к.ф.-м.н., доц. М.В.Хвищун

Рецензент: к.т.н. доц.. М.В.Пєтухов

Відповідальний за випуск: к.т.н., доц. М.Н.Лябук

Затверджено науково-методичною радою ЛДТУ

протокол № від 2004 р.

Рекомендовано до друку науково-методичною комісією

енергоощадного факультету

протокол № від 2004 р.

Затверджено на засіданні кафедри ТЗЕ

протокол № від 2004 р.

©Селепина Р.О., Хвищун М.В. 2004

Познавательные статьи:



Психологические особенности спортивного соревнования

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Занятость населения и рынок труда

Социальный статус семьи и её типология