Задания для самопроверки

1. Каков объем программной памяти у PIC16F84?

А) 64 К

Б) 16 К

В) 1 K

Г) 256

2. Какая команда в конце подпрограммы приводит МП в основную программу?

А) Команда возврата RETURN

Б) Команда ветвления GOTO

В) Команда вызова подпрограммы CALL

3. Какую разрядность памяти программ имеет PIC16F84?

А) 16 разрядов

Б) 8 разрядов

В) 14 разрядов

Г) 20 разрядов

4. Какую разрядность памяти данных имеет PIC16F84?

А) 16 разрядов

Б) 8 разрядов

В) 14 разрядов

Г) 20 разрядов

5. Сколько циклов выполняется команда GOTO?

А) 3 цикла

Б) 2 цикла

В) 1 цикла

Г) 4 цикла

6. Какой способ адресации используется, когда регистр FSR выступают в качестве указателя адреса?

А) Косвенная

Б) Прямая

В) Регистровая

Д) Непосредственная

7. При выполнении каких операций МП контролирует состояние регистра STATUS?

А) BSF

Б) BCF

В) GOTO

Г) BTFSS

8. Сколько служебных регистров имеет PIC16F84?

А) 32

Б) 4

В) 48

Г) 15

9. Сколько регистров общего назначения имеет PIC16F84?

А) 32

Б) 4

В) 48

Г) 18

10. При выполнении каких команд содержимое счетчика команд запоминается в стеке?

А) CALL

Б) MOVWF

В) BCF

Г) RETURN

11. С какой командой парно используется команда CALL?

А) RETURN

Б) GOTO

В) BTFSS

Г) NOP

4. Микропроцессорные устройства обработки информации.

4.1 Расчет основных характеристик системы сбора данных.

Одно из возможных применений микропроцессорных систем – это их применение в задачах сбора данных. Применение микропроцессорных систем для реализации данных задачах позволяет обеспечить гибкие возможности данных систем, упростить их реализацию, расширить область применения.

Рис. 23. Структурная схема информационного модуля системы

Рассмотрим один из вариантов построения систем сбора информации на микропроцессоре. Развернутая структурная схема информационного модуля данной системы приведена на рис.23.

Данная система осуществляет ввод и представления информации в ИКМ коде. Для этого сигнал с источников подвергается сначала дискретизации по времени, а затем квантуется по уровню и преобразуется в код. Для упрощения системы, до квантования сигнал подвергается амплитудно-импульсной модуляции и объединяется в групповой сигнал с использованием временного разделения каналов. В рассматриваемой системе, аналоговые данные от N источников поступают с «Источников», на коммутатор, производящий амплитудно-импульсную модуляцию и объединение каналов. Для приведения амплитуд сигналов к единым уровням используется регулируемый усилитель, управляемый микропроцессорной системой (МПС). Преобразование данных в цифровую форму осуществляется в аналогово-цифровом преобразователе (АЦП). Синхронизация ввода данных производится по синхросигналам, вырабатываемым программируемым таймером. Введенные данные записываются в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). Программа для центрального процессора (ЦП) и константы необходимые для его работы хранятся в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ).

Основными характеристиками систем сбора информации являются количество каналов ввода N, верхняя частота входных сигналов F_в, диапазон входных сигналов U_максn и U_минn, максимальное время буферизации данных T. Рассмотрим подробнее влияние этих параметров на структуру и основные параметры элементов данной системы.

Основными параметрами, характеризующими быстродействие системы являются частота дискретизации F_д и количество каналов N, произведение которых задает групповую частоту тракта ввода данных

F_г=F_дN.

В свою очередь, исходя из теоремы Котельникова,

F_д>2F_в.

Таким образом, для практических приложений

F_г=4-5F_вN,

а T_г=1/F_г=1/4-5F_вN.

За это время МПС должна успеть установить адрес источника на коммутаторе, Установить коэффициент усиления регулируемого усилителя, запустить АЦП, дождавшись выполнения преобразования, считать данные с АЦП и записать их память.

Для применяемых в настоящее время однокристальных микропроцессоров, время одного обращения к памяти и устройствам ввода-вывода составляет 10-15 машинных тактов или 2-3 операции пересылки регистр-регистр, и 2-3 машинных такта (операции пересылки регистр-регистр)для секционированных микропроцессоров. Исходя из этого, можно определить требования к производительности центрального процессора МПС.

Другим важным параметром систем сбора информации, является их динамический диапазон D, и связанная с ним разрядность вводимых данных. Для канала n динамический диапазон определяется как

D_n= U_максn/U_минn.

Динамический диапазон системы равен максимальному сигналу из канальных сигналов

D=max D_n.

Количество разрядов АЦП, необходимых для ввода информации с заданным динамическим диапазоном можно определить как

N_АЦП=log₂D+1.

При получении дробных результатов величина округляется в большую сторону.

Для современных процессоров количество разрядов шины данных кратно 8. Поэтому реально, для хранения одного слова данных нам потребуется

N_Б=N_АЦП/8

байт данных. Из этого условия можно определить разрядность шин данных, и объем ОЗУ для хранения данных

V_ОЗУ =N_БT/T_г

Объем памяти ОЗУ в основном определяет адресуемое пространство МПС.

1.2 Пример расчета основных характеристик

Задание:

Рассчитать основные микропроцессорную системы сбора данных со следующими основными характеристиками: N=8, F_в=4 кГц, U_максn=1В, U_минn=0,01В, для n=1-N, Т=1с.

Решение:

Определим основные параметры системы по вышеприведенным формулам:

F_г=4*4000Гц*8=128 кГц.

T_г=1/4*4000Гц*8=7.8125 мкс.

D=D₁=…=D_N=1/0.01=100.

N_АЦП= log₂100+1=7.648.

N_Б=8/8=1.

V_ОЗУ=1байт*1с/7.8125 мкс = 128000 байт

Рассмотрим возможность применения однокристальных микропроцессоров, для построения системы. Исходя из объема выполнения необходимых операций, получим, что микропроцессор должен обратиться к памяти и УВВ, не менее 6 раз. Таким образом общее количество операций ввода вывода составит 128000*6= 768000, или примерно 2304000 операций пересылки регистр-регистр. Объем адресуемой памяти доложен быть более 128Кбайт. Этим данным удовлетворяет МП К1810ВМ86, выполняющий 2500000 оераций в секунду, и адресующий 1Мбайт памяти. В качестве ОЗУ желательно выбрать микросхемы 565РУ5, имеющие объем памяти в 128Кбайт.