Sistem de achiziții de date

Tema proiectului

Se va proiecta un sistem de achizitie de date care va realiza prelucrarea numerica a unui semnal analogic, furnizat de un traductor de semnal unificat de la un proces lent variabil si va genera un semnal de comanda de tip analogic.

Traductor Convertor A/N Microprocesor Convertor N/A

Componentele sistemului

• Blocul de intrare, adaptare si de conversie analog-numeric.

• Blocul de prelucrare numerica construit in jurul uP Z80 si continand unitatea centrala, circuitul de ceas si reset, memorii de date RAM , memorii de program EPROM, un circuit de tip CTC si interfata de comunicare la distanta.

• Blocul de iesire-comanda si conversie numeric-analogic.

• Blocul de afisare locala cu BCD 7 segmente

• Blocul de configurare utilizator alcatuit dintr-o tastatura

Specificatii de proiectare generala

Memoria RAM statica are dimensiunea de 2 Ko, realizata cu circuit 2114. Memoria de program EPROM de 4 Ko, realizata cu circuite 2716.

Circuitele buffere si latchuri di familia SN 74 LS xxx sau 74 HCT xxx. Perifericele din familia Z 80.

Specificatii individuale de proiectare

Codul individual: D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

1 1 0 1 0 0 0 1

D7- alege tipul interfetei de comunicatie la distanata

• Interfata compatibila IBM

D6- alege tipul decodificatoarelor utilizate

• decodificator 16 iesiri

D5- alege numarul tastelor citite

• 4 taste

D4- alege tipul afisarii

• afisare multiplexata

D3- alege tipul circuitelor afisoare

• anod comun

D2- alege tipul convertoarelor folosite

• 10 biti la intrare,12 biti la iesire

D1- alege tipul semnalului unificat la intrare-iesire

• curent la intrare(4-20mA),tensiune la iesire(1-5V)

D0- alege tipul de adresare a perifericelor

• I/O MAP.

Memoriu tehnic

1. Blocul de conversie analog/numeric

Consideram ca primim spre conversie un semnal analogic, care spre exemplu poate proveni de la traductor plasat intr-un cuptor termic. Semnalul, de tip curent ,cu valori cuprinse in intervalul 4  20mA , il introducem intr-un convertor de domeniu , care-l transforma in semnal de tip tensiune in intervalul 0  10V , dupa care se aplica la intrarea analogica a convertorului analog numeric pe 10 biti. Semnalul de start conversie, provenit de la microprocesor prin intermediul decodificatoarelor, se aplica intrarii Conv.Comm. a convertorului, care in urma conversiei efectuate pune la iesire 12 biti, primii 8 biti sunt incarcati in primul latch, iar restul de 4 biti in cel de al doilea latch. Microprocesorul gestioneaza sincronizarea preluarii datelor de conversie de catre intrariile latchurilor, cat si punerea acestora pe magistrala de date. Convertorul de domeniu este alcatuit dintr-un circuit inversor format in jurul amplificatorului operational ua741, iar la intrarea acestuia avem prezenta o oglinda de curent de tip Emitter Follower Augumented.

2. Blocul de prelucrare numerica

Microprocesorul Z80

Unitatea centrala de prelucrare este elementul in jurul caruia se formeaza sistemul cu microprocesor.Rolul ei este de ascoate instructiunile din memorie si de a realiza operatiile dorite.Familia dispozitivelor de intrare/iesire si a memoriilor direct compatibile cu uP Z80 este suficient de variata pt a realiza sisteme intr-o gama larga practic fara alte circuite logice suplimentare.

Microprocesorul poate interpreta 158 de instructiuni.Instruc-tiunile permit prelucrarea unor siruri de date de 1 sau 2 octeti sau a unor biti. Instructiunile de transfer pe blocsau de cautare intr-un bloc de date si de asemenea modurile de adresare indexata sau relativa fac ca proprietatile de prelucrare a datelor sa situeze microprocesorul Z80 pe primul loc in categoria microprocesoarelor de 8biti.

Principalele caracteristici ale microprocesorului sint:

-existenta unui set de intreruperi,set dublude registre;posibilitatea de a trata intreruperile in trei moduri diferite;existenta unui numarator inglobat in microprocesor,pt. Refresarea memoriilor RAM dinamice;frecventa de lucru 2.5MHz;set de instuctiuni care confera microprocesorului cea mai mare capacitate de prelucrare intre microprocesoarele de 8biti;biti de memorie RAM accesibili in memoria interna;o singura tensiune de alimentare de +5V;semnalele de iesire permit conectarea directa la memoriile si circuitele periferice obisnuite.

Functiile logice ale uP Z80

A0..A15-magisrala de adrese,iesiri cu trei stari;cele 16 linii formeaza o adresa de 16biti.

BUSACK-iesire care indica dispozitivului ce solicita acest lucru faptul ca magisrala de adrese,de date si semnalele de control.MREQ,IORQ,RD,WR au trcut in starea de impedanta ridicata.

BUSREQ-intrare cerere de magistrala;forteaza magisralele de adrese,de date si semnalele MREQ,IORQ,RD,WR in starea de impedanta ridicata.

D0…D7-intrari/iesiri,cu trei stari;magistrala de date.

HALT-iesire care indica faptul ca unitatea centrala a executat o instructiune halt si asteapta fie o intrerupere pe intrarea NMI,fie una pe intrarea INT.

INT-intrare, cerere de intrerupere generata de dispozitive de I/O.

IORQ-iesire cu trei stari,cerere de intrare/iesire.

M1-iesire,primul ciclu de masina.

MREQ-iesire cu trei stari,cerere de memorie.

NMI-intrare,cerere de intrerupere neconditionata.

RD-semnal de citire.

RESET-intrare,semnal de initializare a unitatii centrale.

RFSH-iesire,semnal de refresare.

WAIT-intrare ,semnal de asteptare.

WR-semnal de scriere.

CLK-intrare,semnal de tact standard cu o singura faza.