Никищенков И.А. Сборник заданий по лабораторным работам и курсовому проектированию: Специализированные вычислительные системы

- 11 -

3 - Ln(x)

4 - Exp(x)

C1 - max вpемя ввода символа, сек.;

C2 - max вpемя ввода числа, сек.;

C3 - max вpемя ввода последовательности, мин.

2.2.2.Тpебования к выполнен ию и офоpмлению лабоpатоpной pаботы

аналогичны требованиям лабораторной работы N1.

2.3.Лабоpатоpная pабота N3

Программирование ввода и вывода числовых и

логических данных

Разработать схему микроконтроллера на основе К1816ВЕ48 для

ввода восьмеричных чисел со знаком и их отбражения на семисег-

ментных индикаторах. Числа вводятся с клавиатуры, представленной

матрицей 4*3. Назначение клавиш в клавиатуре задается исполните-

лем при разработке схемы.

Алгоритм работы микроконтроллера должен предусматривать:

- защиту от дребезга контактов;

- число без знака считается положительным;

- числа должны быть < 127 и разделяются клавишей пробел;

- вводимые числа суммируются с накоплением;

- после ввода 64 чисел производится усреднение;

- если сумма превысит 6144 в порт BUS выдается код 0.

- при вводе 64 чисел результат усреднения выводится на блок

семисегментных индикаторов через порт BUS.

Программа должна быть отлажена с использованием эмулятора.

Более подробно материалы к лабораторной работе рассматрива-

ются в методических указаниях [9].

2.3.1.Тpебования к выполнен ию и офоpмлению лабоpатоpной pаботы

1. Язык пpогpаммиpования: ассемблер К1816ВЕ48.

2. Входные воздействия, в том числе прерывания, должны моделиро-

ваться с помощью IO - файлов.

3. Оформление:

- Титульный лист.

- Функциональная схема микроконтроллера с кратким описани-

- 12 -

ем применяемых устройств ввода и отображения данных.

- Назначение пpогpаммы, входные - выходные данные.

- Пpимеp пpогона с пояснениями.

- Описание алгоpитма пpогpаммы на ЯПП или схема алгоритма,

не более 2-х стp.

- Описание сообщений об ошибках и меp по их устpанению.

- Текст пpогpаммы с комментаpиями.

2.4.Лабоpатоpная pабота N4

Измерение и отображение временных интервалов

Разработать программу работы микроконтроллера на основе

функциональной схемы из лабораторной работы N3. Алгоритм работы

должен реализовать следующие функции:

- введенный с клавиатуры цифровой код представляет собой

длительность импульса положительной полярности в миллисекундах,

который выдается через один из портов микроконтроллера;

- на один из входов микроконтроллера подается импульс поло-

жительной полярности, начало которого необходимо обнаружить, из-

мерить его длительность и отобразить на блоке семисегментных ин-

дикаторов.

Программа должна быть отлажена с использованием эмулятора.

Более подробно материалы к лабораторной работе рассматрива-

ются в методических указаниях [9].

2.4.1.Тpебования к выполнен ию и офоpмлению лабоpатоpной pаботы

аналогичны требованиям лабораторной работы N3.

2.5.Лабоpатоpная pабота N5

Изучения pучного конт pоллеpа КАМАК

Изучить инфоpмационные и упpавляющие сигналы интеpфейса КА-

МАК, их синхpонизацию и взаимодействие между собой с помощью

pучного контpоллеpа, индикатоpа магистpали ФК440 и pегистpов

305,350.

Рекомендуемая последовательность дейст вий:

1. С помощью ручного генератора слов ФК446 установить на ши-

нах W произвольный код.

2. Установить ручной контроллер в пошаговый режим и выпол-

- 13 -

нить команду записи в произвольную станцию имеющую входной ре-

гистр. На каждом шаге выполнения команды с помощью ин дикатора

магистрали ФК440 фиксировать состояние шин интерфейса в таблице.

Повторить команду записи для разных вариантов исходных данных.

3. Выполнить с помощью ручного контроллера безадресную команду

Z. Зафиксировать состояние шин магистрали.

4. Аналогично п.2 выполнить команду записи в произвольную

станцию не имеющую входного регистра. На каждом шаге выполнения

команды с помощью индикатора магистрали ФК440 фиксировать состо-

яние шин интерфейса в таблице.

5. Выполнить безадресную команду C и зафиксировать состояние

шин интерфейса в таблице.

6. Выполнить последовательно команды записи в выходной ре-

гистр 350 и чтения из входного регистра 305, передварительно со-

единив их жгутом. На каждом шаге выполнения команды с помощью

индикатора магист рали ФК440 фиксировать состояние шин интерфейса

в таблице. Повторить последовательность команд для разных вари-

антов исходных данных в синхронном и асинхронном режимах обмена

данными между регистрами 305 и 350.

2.5.1.Тpебования к офоpмлению лабоpатоpной pаботы

Оформление:

- Титульный лист.

- Титульный лист

- Кpаткое описание системы КАМАК.

- Кpаткое описание pучного контpоллеpа.

- Последовательность действий по pаботе с контpоллеpом.

- Временные диаграммы работы интерейса КАМАК, представлен-

ные таблицей, отображающей состояние всех шин магистрали

в разные такты синхросигналов.

2.6.Лабоpатоpная pабота N6

Пpогpаммиpование кpейта КАМАК

Изучить систему команд КАМАК и пpогpаммиpование обмена между

центpальным пpоцессоpом и модулями кpейта по готовности. Прог-

рамма должна удовлетворять следующим спецификациям:

- для обмена используются модули, исследованные при выполне-

нии лабораторной работы N5;

- 14 -

- модули могут размещаться в произвольных станциях крейта,

поэтому необходимо предусмотреть диалоговый ввод адресных

констант модулей;

- до начала основной программы необходимо сбросить выполнить

безадресную команд сброс;

- основная программа включает в себя вывод 24 битовых чисел

из массива через выходной регистр 305 и прием 24 битовых

чисел через входной регистр 350 с последующей записью в

стек;

- программа должна анализировать наличие ошибок выполнения

команд и выдавать соответствующие сообщения;

- выполнение основной программы заканчивается по окончании

массива вывода.

В ходе лабораторной работы производится отладка ранее состав-

ленной программы и ее выполнение.

2.6.1.Тpебования к офоpмлению лабоpатоpной pаботы

Оформление:

- Титульный лист.

- Назначение пpогpаммы, входные - выходные данные.

- Пpимеp пpогона с пояснениями.

- Описание алгоpитма пpогpаммы на ЯПП или схема алгоритма,

не более 2-х стp.

- Описание сообщений об ошибках.

- Текст пpогpаммы с комментаpиями.

Более подробно материалы к лабораторной работе рассматрива-

ются в методических указаниях [8].

.

- 15 -

3.Задания по курсовому проектированию

3.1.Введение

Целью курсового проектирования является приобретение навы-

ков проектирования специализированной вычислительной системы

(СВС) управления некоторым объектом. Общая структура СВС приве-

дена ниже.

{Y} --------------------------¬ {X}

------>| ИМ | ОУ | Д |-------¬

| L-------------------------- |

| |

| ----------¬ |

L-------------|Микрокон-|<----------------

| троллер |

L----------

| ^

V |

---------¬

| ПУ |

L---------

СВС принимает информацию {X} от объекта управления (ОУ) в

виде аналоговых и цифровых значений с датчиков (Д) и вырабатыва-

ет управляющие воздействия {Y} в соответствии с законом управле-

ния, а затем выдает их на исполнит ельные механизмы (ИМ).

Закон управления реализуется в СВС, состоящей из одноплат-

ного микроконтроллер на базе К1816ВЕ48. В состав СВС входят:

1. Подсистема ввода/вывода;

2. Пульт управления, используемый для запуска и останова

СВС, выдачи значений некоторых констант (уставок) для воздействия

на закон управления, индикации различной информации и т.п.

В курсовом проекте разрабатываются структурно-функциональная

схема СВС, включая устройства связи с Д и ИМ, программы, обеспечи-

вающие выполнение заданного алгоритма и прикладная программа.

- 16 -

3.2. Типовое техническое задание

3.2.1. Алгоритм управления.

Ниже приводится общий словесный алгоритм управления СВС.

1. Произвести начальную установку СВС.

2. Ввести информацию с цифровых датчиков и обработать ее в

микроконтроллере.

3. Ввести информацию с аналоговых датчиков, ПУ и обработать

ее в микроконтроллере.

4. Если конец режима управления, то перейти к пункт у 5. Ина-

че перейти к пункту 2.

5. Останов СВС.

Для вышеперечисленных пунктов должны выполняться следующие

действия.

Пункт 1. Производится настройка всех элементов МПС в исход-

ное состояние. Засылаются начальные значения управляющих воздейс-

твий в выходные каналы для ИМ и ЭВМ.

Пункт 2. Реализуется задача логического управления. Считыва-

ются значения двоичных датчиков Х1...Х4 и вычисляется значение

булевой функции f(х1...х4) в соответствии с заданным выражением.

Если функция истинна, то выдается двоичное управляющее воздейс-

твие у1 (таблица 1 ) длительностью t1 на ИМ.

В таблице 1 символ V означает операцию дизъюнкции, + озна-

чает операцию исключающее ИЛИ, в остальных случаях подразумева-

ется операция конъюнкция.

Расположение двоичных разрядов сигналов х1...х4 внутри

вводимого байта и разрядов у1...у3 при выводе выбираются произ-

вольно.

.

- 17 -

Таблица 1. Данные для вычисления булевой функции у1.

_________________________________________________________________

Функция Время Функция Время

Вари- у1=f(x1,...,xn) t1, Ва- у1=f(x1,...,xn) t1,

ант мкс ри- мкс

ант

_________________________________________________________________

__ __ __

1 х1 V х2 х3 V х4 10 26 х1 V х2 х3 V х4 15

________

2 х1 х2 х3 20 27 х1 х2 х3 25

__ __ __ __ __

3 х1 х2 V х3 x4 100 28 х1 х2 V х3 x4 105

__ __

4 x1 x2 V x3 x4 60 29 x1 x2 V x3 x4 65

__ __

5 х1 V х2 V х3 x4 40 30 х1 V х2 V х3 x4 45

__ __ __

6 х1 x2 x3 180 31 х1 x2 x3 185

__

7 х1 x2 V х3 80 32 х1 x2 V х3 85

__ __ __

8 х1 V х2 V х3 V х4 90 33 х1 V х2 V х3 V х4 95

__ __ __

9 х1 x2 V x3 V x4 200 34 х1 x2 V x3 V x4 205

__ __

10 х1 V х2 x3 x4 50 35 х1 V х2 x3 x4 55

__ _______

11 х1 V х2 V х3 110 36 х1 V х2 V х3 115

__ _____

12 х1 x2 x3 190 37 х1 x2 x3 195

__ __ __ __

13 х1 x2 V х3 210 38 х1 x2 V х3 215

__ _______

14 х1 + (х2 V х3) 230 39 х1 + (х2 V х3) 235

__ __ _____

15 х1 x2 x3 V х4 160 40 х1 x2 x3 V х4 165

_________________________________________________________________

.

- 18 -

Продолжение таблицы 1.

_________________________________________________________________

Функция Время Функция Время

Вари- у1=f(x1,...,xn) t1, Ва- у1=f(x1,...,xn) t1,

ант мкс ри- мкс

ант

_________________________________________________________________

________ _____

16 х1 V х2 x3 x4 140 41 х1 V х2 x3 x4 145

__ __ __ __

17 х1 x2 V х1 x2 220 42 х1 x2 V х1 x2 225

__ __ __ __

18 х1 x2 x3 V х4 120 43 х1 x2 x3 V х4 125

__ _____ __

19 х1 x2 x3 V x1 x4 70 44 х1 x2 x3 V x1 x4 75

__ __ __ __

20 х1 x2 V х2 x3 x4 40 45 х1 x2 V х2 x3 x4 45

__ __ __ __ __

21 х1 x2 x3 V х4 150 46 х1 x2 x3 V х4 155

_____

22 х1 + (х2 x3) 130 47 х1 + (х2 x3) 135

__ _____ __

23 (х1 x2) + (х3 V х4) 250 48 (х1 x2) + (х3 V х4) 255

__ _____

24 х1 x2 V х3 V х4 30 49 х1 x2 x3 V х4 35

__ __

25 х1 x2 V (х3 + х4) 170 50 х1 x2 V (х3 + х4) 175

_________________________________________________________________

Пункт 3. Сигналы с аналоговых датчиков v1 и v2 преобразуются

в цифровую форму с помощью АЦП. С выхода АЦП 8-разрядные коды Nv1

и Nv2 в виде целых чисел без знака поступают на обработку в МП.

С тумблерного регистра ПУ поступает 8-разрядный код К(устав-

ка) и вычисляется значение функции (таблица 2) Nv3=f(Nv1,Nv2,K),

которое сравнивается с константой CON, хранящейся в ПЗУ.

Если Nv3>СОN, то вырабатывается двоичное управляющее воз-

действие у2 длительностью t2. В противном случае - у3 длитель-

ностью t3. Значение CON равно номеру варианта.

Управляющее воздействие у4 в виде аналогового сигнала v4

- 19 -

поступает с ЦАП на ИМ. Для всех вариантов значение у4 определяет-

ся по формуле

у4= а0 + а1 * Nv3,

где а0 и а1 - 8-разрядные коэффициенты, хранящиеся в ПЗУ,

Nv3 - 8-разрядный код, поступающий с выхода АЦП.

Предполагается, что все исходные величины меньше 1 и предс-

тавляются в форме с фиксированной запятой. Значения констант вы-

бираются произвольно.

Умножение производится стандартной подпрограммой, хранящей-

ся в ПЗУ. Сомножители до вызова подпрограммы должны быть разме-

щены в регистрах МП в соответствии с описанием передачи парамет-

ров подпрограммы. Результатом умножения является старший байт

произведения. Разрабатывать подпрограмму не требуется.

Таблица 2. Данные для вычисления значений у2, у3, у4

_________________________________________________________________

Номер Время Время

варианта Функция Nv3=f(Nv1, Nv2, K) t2,мкc t3,мкc

_________________________________________________________________

1 Nv1 + Nv2 + K 20 25

2 мин (Nv1; Nv2 + K) 30 35

3 макс (Nv1; Nv2 + K) 40 20

4 мин (Nv1; Nv2 - K) 30 60

5 макс (Nv1; Nv2 - K) 100 110

6 Nv1 + Nv2 - K 60 40

7 мин (Nv1; Nv2) 100 10

8 макс (Nv1; Nv2) 40 80

9 Nv1 - Nv2 + K 60 120

10 мин (Nv1 + Nv2; K) 200 20

11 макс (Nv1 - Nv2; K) 60 160

12 мин (Nv1 - Nv2; K) 40 45

13 макс (Nv1 - Nv2; K) 60 20

14 Nv1 - Nv2 - K 30 100

15 мин (2*Nv1; Nv2 + K) 200 40

16 макс (2*Nv1; Nv2 + K) 160 80

17 мин (Nv1/2; Nv2 - K) 40 80

18 макс (Nv1/2; Nv2 - K) 90 190

19 мин (Nv1 + К; Nv2) 80 10

_________________________________________________________________

.

- 20 -

Продолжение таблицы 2.

_________________________________________________________________

Номер Время Время

варианта Функция Nv3=f(Nv1, Nv2, K) t2,мкc t3,мкc

_________________________________________________________________

20 макс (Nv1 - K; Nv2) 60 260

21 мин (Nv1 - K; Nv2) 100 10

22 макс (Nv1 + K; Nv2) 60 20

23 мин (Nv1; Nv2) 120 140

24 макс (Nv1; Nv2) 20 120

25 Nv1 + Nv2 - K 40 340

26 Nv1 + Nv2 + K 120 425

27 мин (Nv1; Nv2 + K) 130 235

28 макс (Nv1; Nv2 + K) 140 620

29 мин (Nv1; Nv2 - K) 310 260

30 макс (Nv1; Nv2 - K) 110 150

31 Nv1 + Nv2 - K 160 640

32 мин (Nv1; Nv2) 100 810

33 макс (Nv1; Nv2) 420 880

34 Nv1 - Nv2 + K 260 120

35 мин (Nv1 + Nv2; K) 200 250

36 макс (Nv1 - Nv2; K) 620 160

37 мин (Nv1 - Nv2; K) 430 243

38 макс (Nv1 - Nv2; K) 360 620

39 Nv1 - Nv2 - K 410 100

40 мин (2*Nv1; Nv2 + K) 520 840

41 макс (2*Nv1; Nv2 + K) 660 980

42 мин (Nv1/2; Nv2 - K) 740 280

43 макс (Nv1/2; Nv2 - K) 920 190

44 мин (Nv1 + К; Nv2) 830 410

45 макс (Nv1 - K; Nv2) 660 260

46 мин (Nv1 - K; Nv2) 710 310

47 макс (Nv1 + K; Nv2) 680 520

48 мин (Nv1; Nv2) 920 140

49 макс (Nv1; Nv2) 290 120

50 Nv1 + Nv2 - K 480 340

_________________________________________________________________

Никищенков И.А. Сборник заданий по лабораторным работам и курсовому проектированию: Специализированные вычислительные системы

Подождите немного. Документ загружается.