Введение. 
Разработка программного и аппаратного измерения микропроцессорной системы

Замечательным свойством микропроцессорных систем является их высокая гибкость, возможность быстрой перенастройки при необходимости даже значительных изменений алгоритмов управления. Перенастройка осуществляется программным путем без существенных производственных затрат. Создание микропроцессоров позволяет уменьшить стоимость и размеры технических средств обработки информации, увеличить их быстродействие, снизить энергопотребление.

Характерные особенности микропроцессорных информационно-управляющих систем, предназначенных для автоматизации технологических процессов:

наличие ограниченного набора четко сформулированных задач;

требования оптимизации структуры системы для конкретного применения;

работа в реальном масштабе времени, то есть обеспечение минимального времени реакции на изменение внешних условий;

наличие развитой системы внешних устройств, их большое разнообразие;

существенное различие функциональных задач;

высокие требования по надежности с учетом большой продолжительности непрерывной работы;

сложные условия эксплуатации;

обеспечение автоматического режима работы или режима с участием оператора как элемента системы.

Анализ технического задания

Исходя из задания и требований к работе, необходимо разработать микропроцессорное устройство на базе микропроцессорного комплекта серии К580.

Устройство должно последовательно опрашивать восемь аналоговых каналов через аналоговый коммутатор, управляемый трехразрядным адресным кодом. Аналоговый сигнал выбранного канала оцифровывать с помощью восьмиразрядного униполярного АЦП. В каждой серии опросов аналоговых каналов максимальное значение выводить в порт вывода 3, а минимальное — в порт вывода 4. Считать, что аналоговые сигналы нормированы к входному напряжению АЦП. Выполнить трансляцию в объектную программу.

Суть задания сводится к программированию на языке Ассемблера алгоритма поиска максимума и минимума. Данные для поиска поступают с АЦП, на который в свою очередь они поступают в виде аналоговых напряжений через восьмиканальный коммутатор с цифровым управлением. Поэтому для опроса текущего канала необходимо задать адресный код на вход управления коммутатора через один из портов вывода, а также запрограммировать протокол обмена с АЦП. АЦП студент должен выбрать самостоятельно. Необходимо уделить внимание к подключению АЦП к микропроцессорной системе. Управляющие сигналы на АЦП, такие как «старт» и «конец преобразования», могут заводиться через порты ввода-вывода.

Сигнал «конец преобразования» также может заводиться аппаратно непосредственно на вход «готовности» микропроцессора, при этом не нарушая логики работы по сигналу готовности от других устройств и не конфликтуя с другими устройствами, если такие имеются. Полезно также на эту тему прочитать рекомендации к заданию 7 по подключению АЦП.

Сам алгоритм поиска минимума и максимума заключается в циклическом сравнении текущего опроса с минимумом и максимумом, найденными на предыдущих шагах цикла. Изначально минимуму и максимуму присваивается обычно значение самого первого опроса. Если текущий опрос оказывается больше прежнего максимума, то значение этого опроса присваивается максимуму как новое значение. В противном случае максимум остается прежним. И, аналогично, если значение текущего опроса оказывается меньше прежнего минимума, то значение этого опроса присваивается минимуму как новое значение. В противном случае минимум остается прежним.

В результате циклической проверки всех значений будут выявлены максимальные и минимальные значения всей последовательности опросов. Проверку на «больше», «меньше» необходимо производить командой сравнения и проверкой соответствующего флага. Следует обратить внимание на то, какой именно флаг в случае использования по заданию униполярного АЦП следует использовать. Подразумевается, что АЦП готовит двоичные восьмиразрядные коды только положительных значений, где восьмой разряд будет иметь не смысл знака, а смысл веса числа. Т. е. в результате заложенной в сравнение операции вычитания в старшем восьмом разряде может получиться единица, которая зафиксируется во флаге знака, что не обязательно будет являться признаком отрицательной разницы.