Лабораторные работы по информатике
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голоса)

Методические указания к лабораторной работе "Реализация и использование функций времени с помощью микроконтроллера семейства MCS-51" по дисциплине " Проектирование микропроцессорных систем".

 

Цель работы: ознакомиться с методами реализации функций времени с помощью микроконтроллера семейства MCS-51 и наиболее распространенными задачами, требующими реализации функций времени, получить навыки программирования микроконтроллеров.

Внеаудиторная подготовка

1.  Ознакомиться со способами формирования временной задержки при программировании микроконтроллеров: программным, аппаратным и аппаратно-программным [1, п. 6.4, с. 142-144], а также методами измерения временных интервалов [1, п.6.4.3, с.145-146].

2.  Ознакомиться с постановкой наиболее распространенных задач, требующих реализации функций времени: формирование импульсных сигналов [1, п. 6.2.2, с.140], формирование цифровых кодов для преобразования АЦП[1, п. 6.5.3, с. 151-152], подсчет числа импульсов за заданный интервал времени [1, п.6.1.3, с.134-136].

3.  Провести анализ поставленных задач (вариант задания выбирается по формуле V=AB mod 11) разработать блок-схемы алгоритмов и соответствующие программы с учетом заданных параметров.

Выполнение работы в лаборатории

1.  Создать в текстовом редакторе («Блокнот» или NC-Edit (DOS)) файлы программ на языке ассемблера КМ1816ВЕ51 с расширением. ASM.

2.  Оттранслировать программы ассемблером BASM. EXE. Для этого ввести команду

basm /p51 /oh /L имя_файла. asm

Ключ /p51 настраивает BASM на систему команд МК КМ1816ВЕ51 (по умолчанию установлена система команд КМ1816ВЕ48). Ключ /oh сообщает ассемблеру BASM, что необходимо сформировать выходной файл с расширением. HEX (машинные коды представлены в шестнадцатиричной системе).

Ключ /L организует выдачу листинга трансляции.

3.  Запустить кросс-отладчик fd51.exe. Загрузить файл программы (в командной строке отладчика набрать L имя_файла. hex).

4.  Отладить программу и показать выполнение преподавателю. Оценить погрешность формируемых временных значений относительно заданных (отразить в отчете).

Примечание. - Чтобы продемонстрировать значение реализованной временной задержки, необходимо выполнить следующие действия:

1)  задать точку останова (F5) на операторе, выполняемом после участка (подпрограммы) реализации задержки;

2)  выполнить трассировку программы (F1) до первого оператора указанного участка;

3)  обнулить счетчик времени выполнения программы (команда отладчика RSTC);

4)  выполнить участок, реализующий временную задержку, (от текущей команды до точки останова) в непрерывном режиме (ALT+F10);

5)  проанализировать значение счетчика времени выполнения программы.

Задание на лабораторную работу

Вариант задания выбирается по формуле V=AB mod 11. Студентам предлагается разработать программы для решения нижеперечисленных задач с помощью МК51. Задания 1 и 2 выполняются студентами обязательно, задание 3 – по желанию.

Задание1. Цифровой генератор

К порту Р1 контроллера подключены цифровые входы ЦАП. Разработать генератор, вырабатывающий на выходе (порт P1) заданную цифровую последовательность, с максимальным значением амплитуды A и значением временного интервала t в зависимости от цифровой комбинации, подаваемой на вход (порт P2). Виды цифровых последовательностей изображены на рисунке 1. Значения параметров для конкретных вариантов приведены в таблице 1. Временные интервалы задавать программно (при помощи циклов).

Таблица 1 – Варианты задания 1.

№ вар.

P2

t, с

A

Форма последовательности

1.

1

2

3

0,01

0,001

0,0005

255

128

63

1

2.

1

2

3

0,02

0,002

0,0006

255

64

32

2

3.

1

2

3

0,03

0,003

0,0007

127

64

32

1

4.

1

2

3

0,04

0,004

0,0008

255

128

64

2

5.

1

2

3

0,05

0,005

0,0009

128

64

32

1

6.

1

2

3

0,015

0,0015

0,00025

128

63

16

2

7.

1

2

3

0,025

0,0025

0,00055

64

48

32

1

8.

1

2

3

0,045

0,0045

0,00045

120

80

40

2

9.

1

2

3

0,035

0,0035

0,00035

255

80

24

1

10.

1

2

3

0,02

0,004

0,0005

128

64

48

2

Задание 2. Генератор импульсов

Разработать программу генерации импульсной последовательности с заданными параметрами t1 и t2 на выходе микроконтроллера (P1.0). Задержки формировать аппаратно (с использованием таймера). Форма импульсной последовательности представлена на рисунке 2. Значения параметров для конкретных вариантов представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Варианты задания 2

№ варианта

t1, с

t2, с

№ варианта

t1

t2

1

0,01

0,1

6

0,06

0,08

2

0,02

0,2

7

0,001

0,07

3

0,03

0,3

8

0,002

0,09

4

0,04

0,4

9

0,003

1

5

0,05

0,5

10

0,004

0,9

Задание 3. Измеритель частоты входных импульсов (дополнительное задание; выполняется по желанию студента)

На вход T1 (P3.5) микроконтроллера поступают импульсы от датчика. Разработать программу определения количества импульсов, поступающих за 1 секунду. На таймере ТС1 выполнять подсчет импульсов (счетчик внешних событий), таймер ТС0 применять для отсчета заданного временного интервала. Диапазоны возможных частот следования импульсов для конкретных вариантов приведены в таблице 3.

Таблица 3. Варианты задания 3

№ варианта

Диапазон частот (Гц)

№ варианта

Диапазон частот (Гц)

1

20-255

6

80-200

2

10-255

7

5-255

3

20-9000

8

30-25000

4

10-9000

9

5-20000

5

1- 80000

10

200-15000

Содержание отчета

1.  Цель работы.

2.  Постановка задачи (с указанием данных конкретного варианта).

3.  Выполнение работы:

Для каждой поставленной задачи привести блок-схему алгоритма с обоснованием выбранных решений, соответствующие расчеты начальных значений регистров, счетчиков (таймеров), погрешностей формируемых временных значений относительно заданных, листинг программы с комментариями.

4.  Вывод.

Контрольные вопросы

1.  Назовите способы реализации временных интервалов на МК51.

2.  Как с помощью МК51 измерить временной интервал между двумя событиями?

3.  В каких режимах могут работать счетчики МК51. Как инициализировать счетчик на нужный режим работы?

4.  Какова максимальная частота импульсов, адекватно определяемая на МК51, если известно, что на распознавание импульса требуется два машинных цикла [1, п.3.4, с. 64]?

5.  Как может повлиять на алгоритм определения частоты импульсов изменение диапазона частот.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.  Сташин В. В. Проектирование цифровых устройств на однокристальных микроконтроллерах/В. В.Сташин, А. В.Урусов, О. Ф.Мологонцева. М.: Энергоатомиздат, 1990.-224с.

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

По темам:

История Украины

Культурология

Высшая математика

Информатика

Охотоведение

Статистика

География

Военная наука

Английский язык

Генетика

Разное

Технологиеские темы

Украинский язык

Филология

Философия

Химия

Экология

Социология

Физическое воспитание

Растениевосдство

Педагогика

История

Психология

Религиоведение

Плодоводство

Экономические темы

Бухгалтерские темы

Маркетинг

Иностранные языки

Ветеринарная медицина

Технические темы

Землеустройство

Медицинские темы

Творчество

Лесное и парковое хозяйство