Файл: Курсовой проект по курсу Проектирование цифровых вычислительных (у правляющих) устройств.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.03.2024
Просмотров: 65
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
|
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЮЖНО-РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
(НПИ) имени М.И. ПЛАТОВА»
|
ФАКУЛЬТЕТ ФИТУ
КАФЕДРА АиТ
НАПРАВЛЕННОСТЬ 11.03.02
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
ПО КУРСУ: Проектирование цифровых вычислительных
(управляющих) устройств
НА ТЕМУ: Микропроцессорная система сбора и обработки
информации
Выполнилстудент 4 курса, группы7а Лысенко Д.А.
Фамилия, Имя, Отчество
Проверил доц. каф. "АиТ", к.т.н.Плотников Д.А.
Должность, звание Фамилия, Имя, Отчество
К защите Защита принята с оценкой
«»декабря 2022г.
«» 2022г.
подпись
подпись
Новочеркасск 2022 г.
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮЖДЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЮЖНО-РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
(НПИ) им. М.И. ПЛАТОВА»
УТВЕРЖДАЮ:
Заведующий кафедрой АиТ
Дьяченко В.Б.
«____» ___________________г.
ФАКУЛЬТЕТ информационных технологий и управления
КАФЕДРА Автоматика и телемеханика
НАПРАВЛЕННОСТЬ 11.03.02
ЗАДАНИЕ
на курсовой проект (работу) по дисциплине
Проектирование цифровых вычислительных (управляющих) устройств
_________________________________________________________________
Студенту 4курса 7а группы Лысенко Д.А. (Ф.И.О.)
1. Тема проекта (работы)Микропроцессорная система сбора и обработки
информации (МП ССОИ)
2. Исходные данные и основные требования:
Разработать аппаратные средства и программное обеспечение
МП ССОИ согласно индивидуальному заданию в соответствии с
учебно-методическим пособием по выполнению курсового проекта
по курсу "ПЦВУУ".
Вариант индивидуального задания: 200
3. Объём проекта (работы):пояснительная записка: 30-50 листов
графическая часть: 1 лист формата А4-А2
4. Срок проектирования: 2.09.2022 - 25.12.2022
5. Защита проекта: 25.12.2022
Руководитель проекта (работа) Плотников Д. А. (подпись)
Задание к выполнению принял студент Лысенко Д.А. (подпись)_______________________________________________________________________________________________________________________________
Дата выдачи задания « 12 » сентября 2022г.
Содержание
Содержание 3
Введение 6
1ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ 7
1.1Формулировка задачи 7
1.2Индивидуальное задание 7
2Разработка аппаратных средств ССОИ 10
2.1Разработка структурной схемы 10
2.2Разработка функциональной схемы 11
2.3Оценка объёма памяти и обоснование выбора ОМК 14
2.3.1Оценка объёма памяти 14
2.3.2Выбор однокристального микроконтроллера 15
2.4Разработка принципиальной схемы 19
2.4.1Подсистема ввода аналоговых сигналов 19
2.4.2Подсистема ввода дискретных сигналов 23
2.4.3Подсистема вывода дискретных сигналов 24
2.4.4Подсистема индикации 25
2.4.5Подсистема связи с ВУ 27
2.4.6Вспомогательные элементы 28
3РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ССОИ 31
3.1Общий алгоритм функционирования ПО 31
3.2Подпрограмма инициализации 33
3.2.1Настройка типового модуля инициализации 33
3.2.2Пользовательская инициализация 33
3.3Подпрограмма ввода и обработки аналоговых сигналов 40
3.3.1Функция опроса аналоговых входов 40
3.3.2Функция обработки накопленных данных 43
3.4Подпрограмма ввода и обработки дискретных сигналов 45
3.4.1Ввод значений сигналов 45
3.4.2Обработка введённых данных 46
3.5Подпрограмма управления дискретными выходами 46
3.6Подпрограмма индикации 48
3.7Подпрограмма взаимодействия с ВУ 50
3.7.1Подготовка данных для передачи 50
3.7.2Обработка прерываний УАПП 54
Заключение 56
Список используемой литературы 57
Приложение А. Исходный текст программных модулей 58
Приложение Б. Перечень элементов 71
Список сокращений
АС – аппаратные средства
АЦП – аналого-цифровой преобразователь
ВУ – верхний уровень (АСУ ТП)
ИЗ – индивидуальное задание
МПК – микропроцессорный контроллер
МПС – микропроцессорная система
НУ – нормирующий усилитель
ОЗУ – оперативное запоминающее устройство
ОМК – однокристальный микропроцессорный контроллер
ОУ – операционный усилитель
ПЗ – пояснительная записка
ПЗУ – постоянное запоминающее устройство
ПО – программное обеспечение
СДИ – светодиодный индикатор
ССИ – семисегментный индикатор
ССОИ – система сбора и обработки информации
Т/С – таймер-счетчик
УАПП – универсальный асинхронный приемопередатчик
УГО – условное графическое обозначение
Введение
В курсовом проекте рассмотрена
типовая задача разработки аппаратных средств и программного обеспечения микропроцессорной системы сбора и предварительной обработки информации на базе однокристального микроконтроллера семейства STM32F101, даны рекомендации и пример решения этой задачи.
Микроконтроллер это микросхема, сочетающая в себе процессор, встроенную память и периферию. Следует различать микроконтроллер и микропроцессор. Последний не имеет встроенной памяти и требует для запуска дополнительных микросхем. Итак, микроконтроллер представляет собой законченный компьютер в миниатюре. Постоянная память выполняет функцию винчестера, перезаписываемая память представляет собой оперативную память компьютера, процессор уступает современным процессорам для компьютера в скорости и масштабности, но способен на выполнение любых вычислительных задач; наконец периферия позволяет микроконтроллеру взаимодействовать с пользователем: принимать от него команды, выводить результаты и взаимодействовать с любыми электронными устройствами, к которым он подключен.
В курсовом проекте представлен ОМК семейства STM32. STM32 — семейство микроконтроллеров, основанных на 32-битных ядрах ARM. Каждый микроконтроллер состоит из ядра процессора, статической RAM-памяти, флеш-памяти, отладочного и различных периферийных интерфейсов.
-
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
- 1 2 3 4 5 6 7
-
Формулировка задачи
В ходе курсового проектирования необходимо разработать аппаратные средства (АС) и программное обеспечение (ПО) микропроцессорной системы сбора и обработки информации (ССОИ). ССОИ должна иметь аналоговые и дискретные входы, дискретные выходы, светодиодные индикаторы и последовательный интерфейс для связи с более высоким уровнем (ВУ) АСУ ТП. ССОИ должна выполнять следующие функции.
-
Периодическое измерение уровня сигнала на каждом из аналоговых входов, обработка результатов измерений согласно индивидуальному заданию (ИЗ) и изменение состояний соответствующих дискретных выходов в зависимости от результатов обработки. При этом предполагается, что каждому аналоговому входу соответствует отдельный дискретный выход. Если количество входов и выходов отличается, то студент устанавливает их соответствие по своему усмотрению. -
Периодический опрос состояния дискретных входов и обработка изменений этого состояния в соответствии с ИЗ. Каждый дискретный вход ставится в соответствие аналоговому входу или дискретному выходу (определяется ИЗ). -
Вывод информации о текущем состоянии ССОИ на семисегментный индикатор (ССИ). -
Передача результатов измерений и вычислений по последовательному интерфейсу на ВУ АСУ ТП, а также получение и обработка команд с ВУ.
-
Индивидуальное задание
Зачётная книжка имеет номер 190800200. Var - 200