Разработка алгоритма функционирования проектируемой системы 

РГГМУ кафедра МИС

 Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине “Микропроцессоры”

 СПб, 2013 г.

ОБРАЗЕЦ ТИТУЛЬНОЙ СТРАНИЦЫ

Министерство образования Российской Федерации

Российский Государственный Гидрометеорологический Университет Кафедра МИС

«Электротехника, ТЭЦ»

Курсовая работа

Тема: «Расчет электрической цепи переменного тока»

Выполнил студент

 гр._____________

Фамилия И.О.

Проверил

Фамилия И.О.

Санкт-Петербург

2013
Введение

При изучении дисциплин «Микропроцессоры» студенты выполняют курсовую работу, основной целью которой является практическое усвоение принципов проектирования простых микропроцессорных устройств управления и обработки данных.

Курсовая работа включает решение следующих вопросов: разработка в соответствии с индивидуальным заданием принципиальной схемы микропроцессорного устройства, построенного на базе изучавшихся в курсе микроконтроллеров (МК) или микропроцессоров (МП), разработка программного обеспечения микропроцессорного устройства, написанного на языке ассемблера, отладка программного обеспечения. При этом студенты также получают практические навыки работы со специальными программными отладчиками.

Методические указания включают в себя содержание курсовой работы, методические рекомендации по ее выполнению и оформлению, варианты заданий на курсовую работу и библиографический список.

Содержание курсовой работы

В процессе выполнения курсовой работы студенты должны:

· Детально изучить особенности архитектуры  микроконтроллера, на основе которого разрабатывается микропроцессорное устройство (МПУ).

· Разработать функциональную схему МПУ и алгоритм работы проектируемого устройства.

· Выбрать необходимую элементную базу для проектирования требуемого микропроцессорного устройства: интерфейсные компоненты, устройства ввода-вывода, буферные схемы и т.д.

· Разработать программу, написанную на языке ассемблера (или Си), отвечающую избранному алгоритму работы устройства и настраивающую МПУ на конкретное применение.

· Отладить программу, используя специальные программные эмуляторы и отладчики.

· Оформить пояснительную записку, в которую включить следующие разделы: задание на курсовую работу, справочные данные по используемым микросхемам и дискретным элементам, алгоритм работы проектируемого устройства и разработанную программу, список использованной литературы. В приложениях приводится перечень элементов и принципиальная схема разработанного устройства.

Рекомендации по выполнению курсовой работы

При выполнении курсовой работы необходимо иметь в виду, что любое МПУ – это совокупность взаимосвязанных аппаратных и программных средств: избранное схемное решение и алгоритм работы определяют программное обеспечение устройства.

Ниже приводятся основные этапы выполнения курсовой работы.

Изучение архитектуры базового МП или МК

Первый этап работы – изучение по рекомендованной литературе аппаратно- программных особенностей микроконтроллера, на котором проектируется МПУ.

К ним относятся следующие компоненты:

- регистровая структура центрального процессора (ЦП), а для микроконтроллеров также пространство спецрегистров, с помощью которых производится программная настройка периферийных устройств, входящих в состав МК;

- адресные пространства памяти (постоянной (ПЗУ) – для хранения программы работы МПУ и оперативной (ОЗУ), в которую помещаются обрабатываемые данные);

- способы адресации внешних устройств, требующихся для подключения к процессорному ядру или МК и схемные особенности их подключения;

- подсистема прерываний;

- особенности синхронизации  МК и их основные машинные циклы;

- система команд и возможные методы адресации операндов;

- особенности организации системных шин  МК с учетом их внешних выводов.

Если по заданию требуется разработать внешнее устройство, подключаемое  к стандартным портам ПК, необходимо изучить логику  организацию портов и сигналы, необходимые для реализации стандартного протокола обмена.

Разработка функциональной схемы МПУ

Под функциональной схемой проектируемого устройства понимается изображение функциональных частей изделия и связей между ними. Разрабатываемое МПУ обычно включает в свой состав следующие функциональные узлы: центральный процессор – ЦП, память программ – ПЗУ, память данных – ОЗУ, разнообразные внешние устройства (УВВ), соответствующие конкретному назначению МПУ, блок синхронизации, интерфейсные компоненты для объединения всех узлов в единое устройство.

Современные МК имеют развитую векторную подсистему прерываний при которой каждое внешнее устройство или отдельная ситуация обслуживается своей подпрограммой с индивидуальным начальным адресом.

Для микроконтроллеров семейства МС-51  блок синхронизации встроен в структуру МК, поэтому к соответствующим выводам МК обычно подключается только кварцевый резонатор.

Для МПУ, построенного на базе МК, все внешние устройства подключаются через порты (последовательные или параллельные), имеющиеся в структуре МК. Также в структуре МК  имеется резидентная память (ОЗУ и ПЗУ), поэтому большая часть работы по проектированию МПУ связана с разработкой программного обеспечения.

Разработка алгоритма функционирования проектируемой системы 

Даже для простого МПУ обычно трудно разработать алгоритм, охватывающий сразу все детали его работы. Поэтому рекомендуется  два последовательных уровня детализации алгоритма: концептуальная блок-схема и функциональная схема. Оба эти этапа могут быть сделаны безотносительно к применяемому базовому процессору.

Концептуальная блок-схема алгоритма содержит общие выражения, показывающие, что должно быть сделано. Функциональная схема алгоритма указывает, как это может быть сделано.

Для алгоритма существенным является способ его задания. Самой простой является запись в виде последовательности действий, записанных на разговорном языке. Такую форму алгоритма можно избрать на начальном этапе проектирования. Наиболее часто используется графическое представление алгоритма в виде блок-схемы, представленной совокупностью функциональных и логических операторов.