Дипломный проект
На тему: Модернизация управляющего блока тюнера.
| |
|содержание |
| |
|Введение……………………………………………………………………………………….2 |
|1.Анализ технического задания………………………………………………………….….…3 |
|2.Специальный раздел………………………………………………………………………….4 |
|2.1. Принцип функционирования схемы………………………………………………………4 |
|2.2. Описание электрической принципиальной схемы…………………………………….…7 |
|2.3. Выбор и обоснование применения элементной базы…………………………………...23 |
|3 Конструкторско – технологический раздел………………………………………………...31 |
|3.1. Выбор и определение типа платы, ее технологии изготовления, класса |
|точности, |
|габаритных размеров, материала, толщины, шага координатной сетки……………………31 |
|3.2.Описание технологии производства………………………………………………………32 |
|3.2.1 .Резка заготовок…………………………………………………………………………...32 |
|3.2.2. Образование базовых отверстий……………………………………………………..…32 |
|3.2.3. Подготовка поверхности заготовок………………………………………………...…...33 |
|3.2.4. Нанесение рисунка…………………………………………………………………..…..34 |
|3.2.5. Нанесение защитного лака…………………………………………………………..….35 |
|3.2.6. Сверление отверстий………………………………………………………………..…...35 |
|3.2.7. Химическая металлизация………………………………………………………….….. 36 |
|3.2.8. Удаление защитного лака…………………………………………………………..….. 37 |
|3.2.9. Гальваническая затяжка……………………………………………………………...…38 |
|3.2.10. Электролитическое меднение и нанесение защитного покрытия………….…..…...38|
| |
|3.2.11. Снятие фоторезиста………………………………………………………………….....39 |
|3.2.12. Травление меди с пробельных мест………………………………………….……..…39 |
|3.2.13. Осветление печатной платы….………………………………………………….….…40 |
|3.2.14. Оплавление металлорезиста…………………………………………………….….….40 |
|3.2.15. Механическая обработка по контуру………………………………………….…….. 41 |
|3.2.16. Маркировка плат……………………………………………………………….…..…...42 |
|3.2.17. Нанесение защитного покрытия…………………………………….……….…….…. 42 |
|3.2.18. Окончательный контроль……………………………………………….…….………..42 |
|3.3. Конструкторский расчет элементов печатной платы…………………………………....43 |
|3.4. Расчет параметров проводящего рисунка с учетом технологических погрешностей|
|получения защитного рисунка…………………………………………………………………45 |
|3.5.Расчет проводников по постоянному току………………………………………….…….47 |
|3.6.Расчет проводников по переменному току………………………………….…………….48 |
|3.7.Расчет технологичности…………………………………………………………………....50 |
|3.8.Расчет надежности……………………………………………………………………….…50 |
|4. Техника безопасности………………………………………………………………………..52 |
|5. Экономическая часть…………………………………………………………………..…….54 |
|6. Заключение……………………………………………………………………………………77 |
|7. Список использованной литературы………………………………………………..……....78 |
|Приложение 1 Перечень элементов |
|2 Маршрутная карта |
| |
| |
| | | | | | |
| | | | | | |
|Изм|Лист|№ Докум|Подп|Дата | |
|Разработ| | | | |Лит |Лист |листов|
|ал | | | |Модернизация управляющего | | | |
| | | | |блока тюнера. | | | |
| | | | |Пояснительная записка | | | |
|Проверил| | | | | |1 | |
|Рецензен| | | | | |
|т | | | | | |
| | | | | | |
|Утвердил| | | | | |
| |
| |
|Введение. |
| |
| |
|Спутниковое телевидение – область техники связи, занимающаяся вопросами передачи|
|телевизионных программ от передающих земных станций к приемным с использованием |
|искусственных спутников земли (ИСЗ) в качестве активных ретрансляторов. |
|Спутниковое вещание является сегодня самым экономичным, быстрым и надежным |
|способом передачи ТВ сигнала высокого качества в любую точку обширной |
|территории. К преимуществам СТВ относятся также возможность использования |
|сигнала неограниченным числом приемных установок, высокая надежность ИСЗ, |
|небольшие затраты и их независимость от расстояния между источником и |
|потребителем. |
|Важной проблемой в приемных установках СТВ является возможность автоматического |
|управления ими. Решить эту проблему можно с помощью микропроцессорных устройств.|
| |
|Использование микроэлектронных средств в изделиях производственного и |
|культурно-бытового назначения не только приводит к повышению |
|технико-экономических показателей изделий (стоимости, надежности, потребляемой |
|мощности, габаритных размеров) и позволяет многократно сократить сроки |
|разработки, отодвинуть сроки «морального старения» изделий, но и придает им |
|принципиально новые потребительские качества (расширенные функциональные |
|возможности). |
|Использование микропроцессоров в системах приема обеспечивает достижение высоких|
|показателей эффективности при столь низкой стоимости, что микропроцессорам, |
|видимо, нет разумной альтернативной элементарной базы для построения управляющих|
|и/или регулирующих систем. |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |2 |
| | | | | | | |
| |
| |
|1. Анализ технического задания. |
| |
| |
|1. Основание для разработки. |
|Основанием для разработки является задание на дипломный проект. |
|2. Цель и назначение разработки. |
|Целью данного проекта является, модернизация управляющего блока тюнера. |
|3. Источник разработки. |
|Источником разработки является схема электрическая принципиальная. |
|4. Технические требования. Устройство должно: |
|4.1. Формировать 3 аналоговых сигнала управления в блоки настройки видео, звука,|
|поляризации со следующими параметрами соответственно: |
|а) Величина изменения напряжения на выходе от 0 до 9 В, шаг изменения в пределах|
|от (Umin=8 мВ до (Umax=10 мВ; |
|б) шкала изменения напряжения на выходе от 0 до 9 В, шаг изменения должен |
|находиться в пределах от (Umin=60 мВ до (Umax=80 мВ; |
|в) шкала изменения напряжения на выходе от 0 до 4,4 В, шаг изменения напряжения|
|должен находиться в пределах от (Umin=20 мВ до (Umax=25 мВ; |
|4.2. Выдавать сигналы дискретного управления (8 сигналов). |
|4.3. Принимать сигналы управления и состояния блоков тюнера. |
|4.4. Выдавать дискретные сигналы в блок индикации для визуального контроля |
|номера канала от «00» до «99». |
|4.5. Обеспечивать организацию часов реального времени с выдачей показаний на |
|экран по запросу пользователя. |
|4.6. Обеспечивать выдачу сигналов в блок экранной графики. |
|4.7. Должно обеспечивать сохранность информации в ОЗУ и информации о реальном |
|времени при пропадании напряжения сети. |
|4.8. Устройство должно обеспечивать прием и обработку сигналов от передатчика |
|системы дистанционного управления. |
|4.9. Uпит=220 В (187242 В) 50 Гц. Рпот=50 Вт. |
|4.10. Диапазон рабочих частот: 0,951,75 ГГц. |
|5. Требования к надежности. |
|Среднее время наработки на отказ –не менее 20000 часов. |
|6. Требования к уровню унификации и стандартизации. |
|Максимально использовать стандартные и унифицированные детали и изделия. |
|7. Требования безопасности обслуживания. |
|Руководствоваться общими требованиями техники безопасности к аппаратуре ГОСТ |
|12.2.007-75. |
|8. Условия эксплуатации. |
|Климатическое исполнение УХЛ 3.1. ГОСТ 15150-69. |
|Предельные климатические условия: |
|влажность 93 % при Т=25(С, Т=-40(С. |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |3 |
| | | | | | | |
| |
| |
| |
|( Блок-схема устройства управления см ниже) |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |4 |
| | | | | | | |
| |
| |
|2. Специальный раздел. |
| |
|2.1. Принцип функционирования схемы. |
| |
| |
| |
|Схема дистанционного управления (ДУ) генерирует последовательность коротких |
|импульсов ИК излучения, в соответствии с нажатой кнопкой на панели ДУ. Каждая |
|последовательность состоит из 14 импульсов, из которых 11 импульсов |
|информационных, а также предварительный, запускающий и останавливающий импульсы.|
|С помощью 11 информационных импульсов, мы передаем сигнал ДУ, который |
|представляет собой десяти битовое слово. Его четыре первых бита, отведены для |
|передачи адреса, а остальные для передачи команды. Таким образом, можно |
|сформировать 16 групп адресов по 64 команды в каждой (в нашем случае будем |
|использовать 16 команд с одним строго определенным адресом). |
|Двоичная информация каждого бита определяется длительностью интервалов между |
|импульсами. Логическому «0» соответствует основной интервал времени Т, |
|логической «1» – 2Т. |
|Временной интервал между предварительным и запускающим импульсами – 3 Т, между |
|запускающим и первым информационным – Т, между последним информационным и |
|останавливающим – 3Т. |
| |
| |
| |
|Данная информация поступает в процессор, функции которого: |
|1)Принять сигналы ДУ; |
|2)Выделить биты команды; |
|3)Определить какой кнопке ДУ соответствует данная команда; |
|4)Обеспечить выполнение данной команды, управляя и синхронизируя деятельностью |
|всего устройства управления. |
|Как известно процессор выполняет все действия согласно программе, которая |
|хранится в ПЗУ. Вопросы записи программы в ПЗУ в данном случае рассматриваться |
|не будут. Значит, для функционирования процессору необходимо считывать |
|информацию (программу), которая хранится в ПЗУ. Для этого процессор соединен с |
|ПЗУ тремя шинами: |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |4 |
| | | | | | | |
| |
|1) Шиной адреса; |
|шиной данных; |
|шиной управления. |
|Для считывания информации из ПЗУ необходимо выполнить следующие действия: |
|обеспечить стабильность уровней сигналов на адресной шине; |
|2) подготовить шину данных для приема данных в микропроцессор; |
|3) после шагов 1 и 2 активировать шину управления чтением из памяти. |
|Значит, микропроцессор обрабатывает сигналы ДУ, согласно программе, которая |
|хранится в ПЗУ. |
|Так как в процессе выполнения программы будут формироваться данные, которые |
|понадобятся для дальнейшего функционирования схемы устройства управления, то |
|нужно предусмотреть дополнительную область памяти, где эти данные будут |
|храниться, и откуда при необходимости будут считываться. Для этого в данной |
|схеме используется ОЗУ. |
|Отличительной особенностью ОЗУ от ПЗУ является то, что данные из ОЗУ могут не |
|только считываться, но и записываться в ОЗУ. |
|Для сопряжения микропроцессора и ОЗУ используются те же 3 шины: |
|шина адреса; |
|шина данных; |
|шина управления. |
|Считывание данных из ОЗУ аналогично считыванию данных из ПЗУ, а для записи |
|необходимо выполнить следующие действия: |
|на адресной шине должен быть активирован адрес памяти (т.е. адрес ячейки, куда |
|записываются данные); |
|на шину данных должны поступить данные из микропроцессора; |
|после осуществления действий 1 и 2 на линию записи в память шины управления |
|должен поступить импульс разрешения записи. |
|Вывод: Микропроцессор обрабатывает сигналы ДУ и «принимает» решения согласно |
|программе, хранящейся в ПЗУ. Данные, которые появляются в процессе выполнения |
|программы, хранятся в ОЗУ. |
|Таким образом, на уровне блок-схемы рассмотрены 4 блока устройства управления, |
|их функции и сопряжения между собой. |
| |
|Более подробное описание организации соединения ДУ и микропроцессора, |
|микропроцессора и ОЗУ, микропроцессора и ПЗУ будет рассмотрено ниже. |
|Для лучшего понимания функционального назначения остальных блоков устройства |
|управления сначала познакомимся с классификацией сигналов, поступающих с ДУ: |
|1) сигналы ДУ, в соответствии с которыми происходит включение необходимого |
| |
|канала с последующей настройкой на нужную частоту видео, звука и настройкой на |
| |
|соответствующую поляризацию. Если на нужном канале уже произведена настройка на |
|нужную частоту видео и звука и настройка на соответствующую поляризацию, эти |
|данные хранятся в ОЗУ и считываются при включении соответствующего канал. |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |5 |
| | | | | | | |
| |
|2) сигналы ДУ, которыми можно управлять часами реального времени с будильником и|
|календарем. |
|3) сигнал ДУ, которым можно выключить систему в целом. |
|Значит необходимо, чтобы устройство управления, анализируя сигналы с ДУ согласно|
|программе, хранящейся с ПЗУ, выполняло следующие функции: |
|1) выдавало аналоговые сигналы в блоке настройки видео, звука и поляризации. |
|Для этого необходимо обеспечить сопряжение периферийных устройств с шиной данных|
|устройства управления и преобразовать цифровые сигналы в аналоговые. В качестве |
|устройства, выполняющего данные функции, будем использовать программное |
|устройство В/В параллельной информации (содержит 3 выходных канала) и 3 |
|цифро-аналоговых преобразователя. Таким образом, на выходе ЦАП будем иметь |
|аналоговый сигнал пропорциональный коду на входе соответствующего канала. В |
|последствии этот сигнал можно использовать в блоках настройки видео, звука, |
|поляризации. |
|2) выдавало сигналы в блок индикации для визуального контроля. |
|Для этого в данном устройстве управления необходимо предусмотреть блок, который |
|будет фиксировать сигналы, поступающие по шине данных в соответствующие моменты |
|времени. |
|3) обеспечивало организацию часов реального времени с будильником и календарем с|
|последующей подачей сигналов в блок экранной графики и процессор. |
|Для этого необходимо в устройстве управления использовать таймер, выполняющий |
|данные функции. |
|4) обеспечить выдачу и прием сигналов в остальные блоки тюнера. |
|Для этого необходимо предусмотреть блок, согласующий внутреннюю шину данных |
|устройства управления с внешними блоками тюнера в соответствующие моменты |
|времени. |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |6 |
| | | | | | | |
| |
| |
|2.2. Описание электрической принципиальной схемы. |
| |
|Микропроцессор 1821ВМ85. |
| |
|На рисунке 1 показана структурная схема ЦП 1821ВМ85. |
|ЦП организован вокруг своей внутренней шины данных, с которой соединены |
|накопитель, арифметико-логическое устройство, регистр кода операций и содержащий|
|8-битовые и 16-битовые регистры массив регистров. |
|Хотя ЦП 1821ВМ85 это 8-битовая ЭВМ, 16-битовые регистры нужны для адресации |
|памяти (можно адресовать 65536 ячеек). Микропроцессор содержит устройство |
|управления и синхронизации, которые дирижируют движением сигналов во внутренней |
|шине данных и по внешним линиям управления в соответствии с выходными сигналами |
|дешифратора кода операций. Для него требуется источник питания с напряжением 5 |
|В. |
|Микропроцессор имеет 18 8-разрядных регистров. Регистры МП имеют следующее |
|назначение: |
| |
| |
| |
| |
| |
|В МП использована мультиплексная шина данных. Адрес передается по двум шинам: |
|старший байт адреса – по шине адреса, а младший байт адреса – по шине данных. В |
|начале каждого машинного цикла младший байт адреса поступает на ШД. Этот младший|
|байт может быть зафиксирован в любом 8-разрядном фиксаторе посредством подачи |
|сигнала отпирания фиксатора адреса (ALE). В остальное время машинного цикла шина|
|данных используется для передачи данных между ЦП и памятью или устройствами |
|ввода/вывода. |
|ЦП вырабатывает для шины управления сигналы , , S0, S1 и IO/М. Кроме |
|того, он же выдает сигнал подтверждения прерываний INTA. Сигнал HOLD и все |
|прерывания синхронизируются с помощью внутреннего генератора тактовых импульсов.|
|Для обеспечения простого последовательного интерфейса в МП предусмотрены линия |
|последовательного ввода данных (SOD). МП имеет всего 5 входов для подачи |
|сигналов прерываний: INTR, RST5.5, RST6.5, RST7.5. и TRAP. |
|Сигнал INTR имеет такое же назначение, как и сигнал INT в МП 580ВМ80. Каждый из |
|входов RST5.5, RST6.5, RST7.5. может программно маскироваться. |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |7 |
| | | | | | | |
| |
| |
| |
| |
|( схему проц-а см. ниже ) |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |8 |
| | | | | | | |
|Прерывания по входу TRAP не может быть маскировано. Если маска прерываний не |
|установлена, то на указанные маскируемые прерывания МП будет реагировать, |
|помещая при этом содержимое счетчика команд в стек и переходя к выполнению |
|программы, адрес которой определяется вектором реестра. |
|Так как прерывания TRAP не может, быть маскировано, при появлении запроса |
|прерывания на этом входе микропроцессор будет всегда переходить к выполнению |
|программы, указанной вектором реестра. |
|Входы сигналов прерываний RST5.5, RST6.5 чувствительны к уровню сигнала, вход |
|RST7.5 чувствителен к переднему фронту сигнала. Значит по входу RST7.5 |
|достаточно подать импульс, чтобы генерировать запрос на прерывания. Каждому |
|прерыванию записан некоторый постоянный приоритет: сигнал TRAP имеет наивысший |
|приоритет, затем идут сигналы RST7.5, RST6.5, RST5.5, сигнал INTR имеет низший |
|приоритет. |
|Прямой доступ к памяти в МП 1821ВМ85 обеспечивается следующим образом: |
|на вход HOLD нужно подать уровень логической «1». |
|Когда МП подтверждает получение сигнала HOLD, выходная линия HLDA МП переводится|
|в состояние логической «1». Перевод этой линии в состояние логической |
|«1»означает, что МП прекратил управление АШ, ШД и шиной управления. |
|Для реализации режима ожидания необходимо на вход READY МП 1821ВМ85 подать |
|уровень логического «0». Это необходимо, когда время реакции памяти или |
|устройства ввода/вывода больше, чем время цикла команды. |
|Каждая команда МП состоит из одного, двух или трех байтов, причем первый байт |
|это КОП команды. КОП определяет природу команды, по КОПу ЦП определяет, нужны ли|
|дополнительные байты и если да, ЦП их получит в последующих циклах. Поскольку |
|байт КОПа состоит из 8 бит, может существовать 256 разных КОПов, из числа |
|которых МП 1821ВМ85 использует 244. |
|Основная последовательность действий при выполнении любой команды такова: |
|Микропроцессор выдает в память адрес, по которому хранится код операции команды.|
| |
|Код операции читается из памяти и вводится в микропроцессор. |
|Команда дешифруется процессором. |
|Микропроцессор настраивается на выполнение одной из основных функций в |
|соответствии с результатами дешифрации считанного кода операции. |
|Фундаментальной и отличительной особенностью использования МП при проектировании|
|устройств заключается в следующем: синхронизация всех сигналов в системе |
|осуществляется схемами, входящими в состав кристалла микропроцессора. |
|Скорость выполнения команд зависит от тактовой частоты. Рекомендуемая тактовая |
|частота равна 3.072 МГц. В этом случае длительность одного машинного такта |
|приблизительно равна 325 мс, а требуемое время доступа к памяти - около 525 мс, |
|что соответствует облегченному режиму для МОП памяти. |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |9 |
| | | | | | | |
| |
|Адресная шина микропроцессора 1821ВМ85. |
| |
| |
|В МП 1821МВ85 используется принцип «временного мультиплексирования» функций |
|выводов, когда одни и те же выводы в разные моменты времени представляют разные |
|функции. Это позволяет реализовать ряд дополнительных функций при тех же 40 |
|выводах в корпусе МП. Восемь мультиплексированных выводов играют роль шины |
|данных, либо младших разрядов адресной шины. Необходимо «фиксировать» логические|
|состояния выводов AD0AD7 МП в моменты, когда они функционально |
|представляют адресные разряды А0А7. Для этого необходимо точно знать, когда|
|на этих выводах отображается адресная информация. В корпусе МП существует |
|специальный вывод N 30, обозначенный ALE – открытие фиксатора адреса, сигнал на |
|котором в нормальном состоянии соответствует логическому «0». Если информация на|
|выводах AD0AD7 (N 1219), является адресной А0А7, то ALE |
|переводится в состояние логической «1». При перехода ALE из состояния логической|
|«1» в состояние логического «0» информация на AD0AD7 должна быть |
|зафиксирована. Отметим что для стробирования адресной информации от МП может |
|быть использован любой фиксатор. Единственная предосторожность, которую |
|необходимо соблюдать при использовании фиксаторов, заключается в согласовании |
|нагрузки по току для выводов AD0AD7 МП 1821ВМ85 и входов фиксатора во |
|избежание их перегрузки, т.е. необходимо убедиться, что ток на входе |
|используемого фиксатора не является слишком большим для МП. В качестве фиксатора|
|будем использовать регистр, тактируемый сигналом ALE от микропроцессора. |
|Регистр – это линейка из нескольких триггеров. Можно предусмотреть логическую |
|схему параллельного отображения на выходах состояния каждого триггера. Тогда |
|после заполнения регистра от параллельных выводов, по команде разрешения выхода,|
|накопленное цифровое слово можно отобразить поразрядно сразу на всех |
|параллельных выходах. |
|Для удобства поочередной выдачи данных от таких регистров (буферных накопителей)|
|в шину данных процессора параллельные выходы регистров снабжаются выходными |
|буферными усилителями, имеющими третье, разомкнутое Z состояние. |
|Микросхема 1533ИR22 – восьмиразрядный регистр – защелка отображения данных, |
|выходные буферные усилители которого имеют третье Z –состояние. Пока напряжение |
|на входе №11 высокого уровня, данные от параллельных входов отображаются на |
|выходах. Подачей на вход № 11 напряжения низкого уровня, разрешается запись в |
|триггеры нового восьмибитового байта. Если на вход № 1 подать напряжение |
|высокого уровня, выходы микросхемы переходят в 3-е Z состояние. |
|Таким образом, с помощью микросхемы 1533ИR22 мы фиксируем адресную информацию, |
|поступающую от МП. |
| |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |10 |
| | | | | | | |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |11 |
| | | | | | | |
| |
|Шина данных микропроцессора 1821ВМ85. |
| |
|Шина данных в отличие от шины адреса является двунаправленной. Значит необходимо|
|предусмотреть буфер, который по соответствующим сигналам управления от МП будет |
|пропускать данные как к МП, так и от него. В качестве двунаправленного буфера |
|будем использовать микросхему 1533 АП6. |
|Микросхема 1533 АП6 содержит 8 ДНШУ с тремя состояниями выводов, два входа |
|разрешения ЕАВ - №1 (переключение направления каналов) и - №19 (перевод |
|выхода канала в состояние Z). |
| |
| |
| |
|В качестве управляющих сигналов будем использовать сигналы ; EN. Если |
|сигнал подать на вход №1 микросхемы 1533 АП6, то при = «0» |
|направление передачи информации ВА |
|= «1» направление передачи информации АВ |
|Подача сигнала EN на вход № 19 микросхемы 1533 АП6, при котором выводы переходят|
|в третье Z состояние, будет рассмотрена ниже. |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |12 |
| | | | | | | |
| |
|Генератор тактовых импульсов |
|для микропроцессора 1821 ВМ85. |
| |
|Схема генератора тактовых импульсов микропроцессора 1821ВМ85 содержится в самом |
|микропроцессоре. Достаточно подключить кварцевый резонатор к выводам № 1 и № 2 |
|МП. Кварцевый резонатор может иметь любую частоту колебаний в диапазоне от 1 до |
|6 МГц. Эта частота делится пополам, и соответствующие импульсы используются в |
|МП. На рисунке 2 показана схема подключения кварцевого резонатора, в результате |
|чего обеспечивается синхронизация МП 1821ВМ85. |
| |
| |
|Оперативные запоминающие устройства. |
| |
|ОЗУ предназначены для записи, хранения и считывания двоичной информации. |
|Структурная схема представлена на рисунке 3. |
| |
| |
|Рисунок 3 |
| |
|НК – накопитель; DCX, DCY – дешифраторы строк и столбцов; УЗ – устройство |
|записи, УС – устройство считывания, УУ – устройство управления. |
| |
|Т.к. ОЗУ организовано как 2Кх8, значит необходимо использовать АОА10 |
|адресных линий и DOD7 линий шины данных. |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |13 |
| | | | | | | |
| |
|Для управления функционированием схемы используется 3 вывода: |
|/RE - № 21 |
|CE - № 18 |
|OE - № 20 |
|Микросхема 537РУ10 функционирует в 3 режимах: |
|режим хранения данных |
|режим считывания данных |
|режим записи данных |
|Таблица истинности: |
| |
| |
| |
|Запись и считывание производится по 8 бит. При считывании можно запретить вывод |
|информации (=1). В качестве управляющих сигналов можно использовать сигналы|
|WR, RD, CSO. |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |14 |
| | | | | | | |
| |
|Постоянное запоминающее устройство. |
| |
|Структурная схема ПЗУ аналогична структурной схеме ОЗУ, только отсутствует |
|устройство записи, т.к. после программирования ПЗУ, информация из него только |
|считывается. |
|Так как ПЗУ организована как 8к х 8, значит необходимо использовать А0А12 |
|адресных линий и D0D7 линий шины данных. |
|Для управления функционирования схемы используются 2 вывода: |
|CS - №20, ОЕ - №22. |
|Микросхема 573РФ4 функционирует в 2-х режимах: |
|режим хранения и режим считывания. |
|Считывание информации производится по 8 бит. В качестве сигналов управления |
|будем использовать сигнал RD и сигнал, который будет поступать по старшей |
|адресной линии. |
|Таблица истинности: |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |15 |
| | | | | | | |
| |
|Таймер. |
| |
|Одно из наиболее необходимых эксплуатационных удобств – наличие встроенных |
|часов, показания которых постоянно или по запросу оператора выводятся на экран. |
|Можно также обеспечить выдачу команд на включение или выключение внешних |
|устройств в заданное время. Часы могут быть реализованы как программно, так и |
|аппаратно. |
| |
|Условное обозначение и основная схема включения: |
| |
| |
| |
|Сигнал тактового генератора можно снять с выхода CKOUT для использования в |
|других устройствах системы. Он поступает на этот вход непосредственно (CKFS=1) |
|или после деления частоты на четыре (CKFS=0). Микросхема имеет выход ещё одного |
|сигнала (SQW), получаемого делением частоты тактового генератора. |
|Коэффициент деления задается командами, поступающими от процессора. Включается и|
|выключается этот сигнал также командами процессора. |
|Микросхема связана с микропроцессором через двунаправленную мультиплексированную|
|шину адреса – данных (AD0AD7). Для управления записью и считыванием |
|информации служат входы (выбор микросхемы), AS (строб, адреса), DS (строб |
|данных) и R/ (чтение – запись). |
| |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |16 |
| | | | | | | |
| |
|Распределение памяти микросхемы 512ВИ1: |
| |
| |
| |
| - «1» шина AD, входы DS и R/ отключены от шин процессора и снижается |
|мощность потребления. |
| - «0» должен сохраняться неизменным во время всего цикла записи и чтения. |
|Сигнал AS подается в виде положительного импульса во время наличия информации об|
|адресе на шине AD0AD7. Адреса записываются во внутренний буфер микросхемы |
|по срезу этого импульса. |
|В этот же момент анализируется логический уровень сигнала на входе DS и в |
|зависимости от него устанавливается дальнейший режим работы входов DS и R/.|
|В нашем случае на вход AS подаем сигнал ALE, который генерируется процессором |
|для фиксации адреса. |
|Выход (запрос прерывания) предназначен для сигнализации процессору о том, |
|что внутри микросхемы произошло событие, требующее программной обработки. |
|Прерывания бывают 3-х типов: |
|после окончания обновления информации |
|по будильнику |
|периодические (с периодом SQW) |
|Вход предназначен для установки в исходное состояние узлов микросхемы, |
|ответственных за связь с микропроцессорной системой. - «0» – никакое |
|вмешательство со стороны процессора невозможно. На ход часов, календарь и |
|содержание ячеек ОЗУ этот вход не влияет. |
|Вход PS (датчик питания) – контроль непрерывности подачи питающего напряжения. |
|Он подключается таким образом, чтобы напряжение на нем падало до 0 при любом, |
|даже кратковременном отключения питания микросхемы. |
| |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |17 |
| | | | | | | |
| |
|Устройство ввода-вывода. |
| |
|Программное устройство ввода-вывода параллельной информации, применяется в |
|качестве элемента ввода-вывода общего назначения, сопрягающего различные типы |
|периферийных устройств с магистралью данных систем обработки информации. |
| |
| |
| |
| |
|Обмен информацией между магистралью данных систем и микросхемой 580ВВ85 |
|осуществляется через 8 разрядный двунаправленный трехстабильный канал данных. |
|Для связи с периферийными устройствами используется 24 линии В/В, |
|сгруппированные в три 8 разрядных канала ВА, ВВ, ВС, направление передачи |
|информации и режимы работы которых определяются программным способом. |
| |
|1-4; 37-40 – ВА3 – ВА0; ВА7ВА4 – входы/выходы – информационный канал А. |
|1017 – ВС7ВС0 – входы/выходы – информационный канал С. |
|1825 – ВВ0ВВ7 – входы/выходы – информационный канал В. |
|5 - - вход – чтение. |
|6 - - вход – выбор кристалла. |
|7 – GND - - - общий. |
|8,9 – А0, А1 – вход – младший разряд адреса |
|26 – Uсс – питание. |
|35 – SR – вход – установка исходного состояния. |
|36 - - вход – запись. |
|Микросхема может функционировать в 3-х основных режимах. |
|В режиме 0 обеспечивается возможность синхронной программно управляемой передачи|
|данных через 2 независимых 8 разрядных канала ВА, ВВ и два 4 разрядных канала |
|ВС. |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |18 |
| | | | | | | |
| |
| |
| |
|В режиме 1 обеспечивается возможность ввода или вывода информации в/или из |
|периферийного устройства через 2 независимых 8 разрядных канала ВА, ВВ по |
|сигналам квитирования. |
|При этом линии канала С используются для приема и выдачи сигналов управления |
|обменом. |
|В режиме 2 обеспечивается возможность обмена информацией с периферийными |
|устройствами через двунаправленную 8 разрядную шину ВА по сигналам квитирования.|
|Для передачи и приема сигналов управления обменом используются 5 линий канала |
|ВС. |
|Выбор соответствующего канала и направление передачи информации через канал |
|определяется сигналами А0, А1 и сигналами , , . Режим работы |
|каждого из каналов ВА, ВВ, ВС определяется содержимым регистра управляющего |
|слова (РУС). Производя запись управляющего слова в РУС можно перевести |
|микросхему в один из 3-х режимов работы: режим 0-простой ввод/вывод; режим |
|1-стробируемый ввод/вывод; режим 2-двунапрвленный канал. При подаче сигнала SR |
|РУС устанавливается в состояние, при котором все каналы настраиваются на работу |
|в режиме 0 для ввода информации. Режим работы каналов можно изменить как в |
|начале, так и в процессе выполнения работающей программы, что позволяет |
|обслуживать различные периферийные устройства в определенном порядке одной |
|микросхемой. При изменении режима работы любого канала все входные и выходные |
|регистры каналов и триггеры состояния сбрасываются. |
| |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |19 |
| | | | | | | |
| |
|Фиксирующая схема. |
| |
|Как уже отмечалось выше необходимо подавать сигналы в блок индикации № канала (2|
|индикатора) в строго определенные моменты времени. Для этого необходимо |
|предусмотреть устройство, которое по сигналам от процессора, будет пропускать |
|информацию на один из индикаторов блока индикации. В качестве элементов |
|фиксирующей схемы будем использовать 2 регистра типа 1533UP23. |
|Регистр, аналогичный UP22, нос 8 тактируемыми триггерами. Регистр принимает и |
|отображает информацию синхронно с положительным перепадом на тактовом входе. |
| |
| |
| |
|Таким образом, подавая тактирующие сигналы на вход С (№11) регистра 1533UP23, мы|
|разрешаем прохождение сигналов на соответствующий индикатор в строго |
|определенные моменты времени. |
| |
| |
|Согласующая схема. |
| |
|Для организации вывода информации в остальные блоки тюнера будем использовать |
|регистр 1533UP23, тактируемый сигналами от микропроцессора. |
|Для приема информации в устройство управления будем использовать шинный |
|формирователь 1533АП6. Как известно шинный формирователь обеспечивает передачу |
|информации в обоих направлениях. Для обеспечения только ввода данных вывод №1 |
|соединим с корпусом. Если появится необходимость в выводе большего количества |
|информации из устройства управления, то с помощью микросхемы 1533АП6 можно будет|
|решить данную проблему. |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |20 |
| | | | | | | |
| |
| |
|Схема дешифрации. |
| |
|В предыдущих главах были рассмотрены основные блоки схемы управления и было |
|отмечено, что МП в строго определенные моменты времени должен взаимодействовать |
|с определенными микросхемами. Поэтому в данной схеме необходимо предусмотреть |
|устройство, которое по сигналам от процессора, будет подключать к его шинам |
|адреса или данных ту или иную микросхему или группу микросхем. Из этого можно |
|заключить, что в схеме системы должен протекать некоторый процесс однозначного |
|выбора и он организуется подачей на линии адреса А11А15 определенного кода |
|выбора или сигнала разрешения доступа к отдельному блоку или блокам. К счастью, |
|эта проблема является классической и она имеет простое решение. В частности |
|можно использовать дешифратор, выполненный в виде ТТЛ устройства среднего уровня|
|интеграции, предназначенного для преобразования двоичного кода в напряжение |
|логического уровня, которое появляется в том выходном проводе, десятичный номер |
|которого соответствует двоичному коду. В последствии выходной провод дешифратора|
|подключают к входу «Выбор микросхемы» нужной микросхемы (например вывод №18 (CS)|
|микросхемы 537РУ10). |
|Микросхема 1533ИД7 – высокоскоростной дешифратор, преобразующий трехразрядный |
|код А0А2 (№13) в напряжение низкого логического уровня, появляющегося |
|на одном из восьми выходов 07. Дешифратор имеет трехвходовый логический |
|элемент разрешения. |
|Дешифрация происходит, когда на входах (№4) и (№5), напряжение низкого|
|уровня, а на входе Е3(№6) высокого. При других логических уровнях на входах |
|разрешения, на всех выходах имеются напряжения высокого уровня. |
|В качестве информационных сигналов будем использовать сигналы, поступающие по |
|адресным линиям А11А13; сигналов разрешения, сигналы, поступающие по |
|адресным линиям А14А15 (вход №4 подсоединим к корпусу). |
| |
| |
| |
|Цифро-аналоговый преобразователь. |
| |
|Для преобразования цифровой информации в аналоговую необходимо использовать ЦАП.|
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|
| | | | | | |21 |
| | | | | | | |
| |
| |
|Основной характеристикой ЦАП является разрешающая способность, определяемая |
|числом разрядов N. Теоретически ЦАП, преобразующий N-разрядные двоичные коды, |
|должен обеспечивать 2N различных значений выходного сигнала с разрешающей |
|способностью (2N-1)-1. |
|В нашем случае необходимо организовать формирование 3-х аналоговых сигналов |
|ANL1, ANL2 и ANL3, которые будут пропорциональны цифровым сигналам на выходах |
|канала А, В, С микросхемы 580ВВ55 соответственно. Значит необходимо |
|предусмотреть 3 цифро-аналоговых преобразователя. Свой выбор я остановил на 10 |
|