Мкс = 80 мкс

2 мкс = 80 мкс.
РЕАЛИЗАЦИЯ УСД В ВИДЕ МПС НА БАЗЕ МИКРОПРОЦЕССОРА КР580ВМ80
Структурная схема микропроцессорного устройства

Структурная схема УСД, построенного в виде микропроцессорного устройства (МПУ), представлена на рис.10. Кроме микропроцессора и известных уже модулей АЦП, ОП и коммутатора аналоговых каналов, схема МПУ содержит два устройства ввода и одно устройство вывода данных, роль которых могут выполнять программно-управляемые регистры-порты, например МБР К5889ИР12. В таком варианте МПУ шина управления может состоять всего из двух линий ЗАПИСЬ и ЧТЕНИЕ. На рис.10 для простоты не показаны: дешифратор сигналов выборки модуля ОП (ВК) и триггер-флаг АЦП (Т_фл).

Блок - схема алгоритма функционирования МПУ

Начальный адрес 0715₁₆ ячейки памяти области ОП, отведенной для сбора данных, будем хранить в паре регистров HL. Текущий номер (адрес) аналогового канала в соответствии с заданием будем помещать в регистр E.

Примем, что требуется соблюдать тот же порядок опроса аналоговых каналов, что и при реализации УСД на принципах схемной логики, то есть начиная с канала, имеющего номер (адрес) 0. Чтобы обеспечить формирование признака завершения цикла сбора данных, в регистре B поместим число F=11₁₀ (число аналоговых каналов). Тогда блок-схема алгоритма сбора данных будет иметь вид (рис.11). Дадим краткое пояснение к блок-схеме. Так как по заданию программа представляет собой прерывающую программу в предложении, что в состав МПС входит контроллер прерываний КР580ВН69, то необходимо сначала сохранить содержимое всех регистров. Это показано в блоках 1ё4. В блоке 5 в пару регистров HL загружается начальный адрес G (0715₁₆). В блоке 6 в регистр B загружается число 11₁₀ (0B₁₆). Регистр E служит счетчиком адресов аналоговых каналов. В блоке 7 в него загружается адрес первого канала 00₁₆. Затем этот адрес через аккумулятор и устройства вывода № 1 (блоки 9 и 8) поступает на адресный вход коммутатора (см. рис. 10).

Коммутатор подключает первый канал ко входу АЦП и запускает последний. МПУ переходит в режим ожидания окончания акта преобразования АЦП (блоки 10, 11 и 12). Сигнал с выхода ОК АЦП заносит младший разряд регистра порта ввода № 2. Пока ОК=0, акт преобразования в АЦП не окончен. В этом случае блоки 10ё12 обеспечивают запись в триггер-флаг Т_с нуля и тем самым прохождение программы по малому циклу. Данный режим выполнения программы продолжается до тех пор, пока сигнал ОК на выходе АЦП не станет равным 1. Так обеспечивается режим ожидания. Как только ОК станет равным 1, то после выполнения команды блока 12 Т_с=1 и осуществляется запись данных с выхода АЦП в ОП через устройство ввода № 1 и аккумулятор (блоки 13 и 14).

Далее происходит формирование адресов следующей ячейки памяти (блок 15) и следующего аналогового канала (блок 16). Новый адрес канала записывается в аккумулятор (блок 17). В блоке 18 выполняется операция сравнения содержимого регистров А и B. Если (А)=(B), то все каналы опрошены, результат операции сравнения дает 0 (Z=1) и цикл сбора данных завершён. Если же Z=0, то осуществляется опрос следующего канала, так как при выполнении операции сравнения содержимое аккумулятора остается неизменным, то есть в нём по-прежнему содержится адрес следующего канала, загружаемый в блоке 17. Таким образом, пока адрес очередного аналогового канала, сформированный в регистре E в блоке 16, остается меньше 0A₁₆ обеспечивается прохождение программы по большому циклу. По завершению программы происходит чтение данных из стека и возврат из подпрограммы (блоки 20ё23 и 24).

Программа на языке Ассемблера

Программа, записанная на языке Ассемблера микропроцессора КР580ВМ80, представлена в табл. 4.

Дадим краткое пояснение к таблице 4. Команды 1ё4 сохраняют содержимое всех регистров в стеке. Команды 5,6 и 7 в графе “Операнды” содержат коды чисел, загружаемых соответственно в регистры HL, B и E. Загружаемые числа представлены в шестнадцатиричной системе. Признаком шестнадцатиричной системы

№ команды	Мет ка	Операция	Операнды	Комментарий	Бай ты	Циклы	Так ты
1		PUSH	B	;стек ¬( ВС )	1	3	11
2		PUSH	D	;стек ¬( DE )	1	3	11
3		PUSH	H	;стек ¬( HL )	1	3	11
4		PUSH	PSW	;cтек ¬ PSW	1	3	11
5		LXI	H,0715 H	;HL ¬ 071516	3	3	10
6		MVI	B , 0A H	;B ¬ 0A16	2	2	7
7		MVI	D , 00 H	;D ¬ 0016	2	2	7
8		MOV	A , E	; A ¬ ( E )	1	1	5
9	K2:	OUT	1	;Устр.выв.№1¬(А)	2	3	11
10	K1:	IN	2	; A¬(устр.вв. №2)	2	3	11
11		RRC		; A ¬ Сдв.П ( А )	1	1	4
12		JNC	K1	;Блок 2 УП	3	3	10
13		IN	1	; A¬(устр.вв. №1)	2	3	11
14		MOV	M , A	; M ¬ ( A )	1	2	7
15		INX	H	;HL ¬ ( HL ) + 1	1	1	5
16		INR	E	;E ¬ ( E ) + 1	1	1	5
17		MOV	A , E	; A ¬ ( E )	1	1	5
18		CMP	B	; ( A ) — ( B )	1	1	4
19		JNE	K2	;Блок 19 УП	3	3	10
20		POP	PSW	;PSW¬(стек)	1	3	11
21		POP	H	;HL ¬ (стек )	1	3	11
22		POP	D	;DE ¬ (стек )	1	3	11
23		POP	B	;BC ¬ (стек )	1	3	11
24		RET		;Возврат из ППР	1	3	11

Таблица 4

является символ Н, стоящий после числа. Номер устройства ввода и вывода (2 и 1), приведенные в графе “Операнды” команд 10 и 9, представлены в десятичной системе. Как известно, признаком десятичной системы может быть либо символ D, следующий за числом, либо отсутствие какого-либо символа. В данном случае использован второй из признаков. В комментарии использованы следующие сокращения:

Сдв.П(А)- сдвиг правый содержимого регистра А (аккумулятора);

УП - условный переход.

Размещение программы в ОП

В соответствии с заданием программа должна быть размещена в области памяти, начиная с ячейки с адресом h=03B2₁₆. Размещение программы представлено в табл. 5.

Число ячеек ОП, отводимых под команду, определяется числом байтов в команде. В табл. 5 стрелками показана последовательность выполнения команд. В командах условного перехода, где последующее выполнение той или иной команды зависит от условия (признака), указаны пары стрелок, рядом с которыми приведены значения сигналов-условий.

№ команды	Адрес16
1	03B2
2	03B3
3	03B4
4	03B5
5	03B6
	03B7
	03B8
6	03B9
	03BA
7	03BB
	03BC
8	03BD
9	03BE
	03BF
10	03C0
	03C1
11	03C2
12	03C3
	03C4
	03C5
13	03C6
	03C7
14	03C8
15	03C9
16	03CA
17	03CB
18	03CD
19	03CE
	03CF
	03D0
20	03D1
21	03D2
22	03D3
23	03D4
24	03D5

Таблица 5

Программа в кодовых комбинациях

На основании табл. 4 и 5, а также системы микропроцессора КР580ВМ80 можно составить программу цикла сбора данных в кодовых комбинациях (на машинном языке), приведенную в табл. 6.

Оценка быстродействия МПУ

Как и прежде будем считать, что максимальная длительность акта преобразования АЦП меньше длительности периода синхроимпульсов Т=2мкс. Тогда в соответствии с табл. 4 получим:

На выполнение команд 1ё8 и 20ё24 требуется 11+11+11+11+10+ 7+7+5+11+11+11+11+11=128 тактов.

№ команды	Адрес ОП16	Команда2	Команда16	Комментарий
1	03B2	11 000 101	C5	;стек ¬ ( ВС )
2	03B3	11 010 101	D5	;стек ¬ ( DE )
3	03B4	11 100 101	E5	;стек ¬ ( HL )
4	03B5	11 110 101	F5	; стек ¬ PSW
5	03B6	00 100 001	21	;HL ¬ 070116
	03B7	0000 0001	01
	03B8	0000 0111	07
6	03B9	00 000 110	06	; B ¬ 0D16
	03BA	0000 1110	0D
7	03BB	00 010 110	16	;D ¬ 0016
	03BC	0000 0000	00
8	03BD	01 111 010	7A	; A ¬ ( D )
9	03BE	11 010 011	D3	;Устр.выв.№1¬(А)
	03BF	0000 0001	01
10	03C0	11 010 011	D3	; A¬(устр.вв. №2)
	03C1	0000 0010	02
11	03C2	00 001 111	0F	;A¬Сдв.П( А )
12	03C3	11 010 010	D2	;УП При С = 0
	03C4	1100 0011	C3	к ячейке 03C3
	03C5	0001 0110	03
13	03C6	11 011 011	DB	;A¬(устр.вв. №1)
	03C7	0000 0001	01
14	03C8	01 110 111	77	; M ¬ ( A )
15	03C9	00 100 011	23	;HL¬( HL ) + 1
16	03CA	00 010 100	14	; D ¬ ( D ) + 1
17	03CB	01 111 010	7A	; A ¬ ( D )
18	03CD	10 111 000	B8	; ( A ) — ( B )
19	03CE	11 000 010	C2	;УП При Z = 0
	03CF	1100 0001	C1	к ячейке 03C1
	03D0	0000 0011	03
20	03D1	11 110 001	F1	;PSW ¬(стек )
21	03D2	11 100 001	E1	; HL ¬( стек )
22	03D3	11 010 001	D1	; DE¬ ( стек )
23	03D4	11 000 001	C1	;BC ¬ ( стек )
24	03D5	11 001 001	C9	; Возврат из ППР

Таблица 6

На один проход по большому циклу (на выполнение команд 9ё19) нужно 11+11+4+10+11+7+5+5+5+4+10=83 такта. Всего таких проходов F=14₁₀, что требует 83^.14=1162 тактов. Итого длительность цикла сбора данных составит S=(128+1162)^.2 мкс=2580 мкс. То есть быстродействие МПУ примерно в 31 раз ниже быстродействия УСД на схемной логике. Такова цена универсальности МПС.

Л и т е р а т у р а:

1. Б.А.Калабеков “МП и их применение в системах передачи и обработки сигналов”

2. В.Н.Ульянов “Функциональные узлы цифровых устройств и микропроцессоров”

3. Г.Г.Капелин, В.М.Тузов “Функциональные модули микропроцессорных систем”

4. Е.П.Балашов, Д.В.Пузанков “Микропроцессоры и микропроцессорные системы”

5. Б.М.Каган, В.В.Сташин “Микропроцессоры в цифровых системах”

О Г Л А В Л Е Н И Е :

27