Файл: Курсач.doc

Таблица 7. Регистр приоритета прерывания.

Приемник/передатчик последовательного порта предназначен для приема последовательного потока символов со входа последовательного порта, выделения данных и выдачи их в буфер приемника, а также для приема последовательных данных с буфера передатчика, преобразования их в последовательный поток символов и выдачи его на выход последовательного порта.

Регистр приоритетов прерываний (IP) предназначен для установки уровня приоритета прерывания для каждого из пяти источников прерываний.

Наличие в разряде IP "1" устанавливает для соответствующего источника высокий уровень приоритета, а наличие в разряде IP "0" — низкий уровень приоритета. При чтении резервных разрядов соответствующие линии магистрали данных не определены. Пользователь не должен записывать "1" в резервные разряды, т. к. они зарезервированы под дальнейшее расширение семейства МК51.

Регистр разрешения прерываний (IE) предназначен для разрешения или запрещения прерываний от соответствующих источников.

Таблица 8. Регистр прерывания.

2.2.5. Память данных

Память данных предназначена для приема, хранения и выдачи информации, используемой в процессе выполнения программы. Память данных, расположенная на кристалле ОМЭВМ, состоит из регистра адреса ОЗУ, дешифратора, ОЗУ и указателя стека.

Регистр адреса ОЗУ предназначен для приема и хранения адреса выбираемой с помощью дешифратора ячейки памяти, которая может содержать как бит, так и байт информации.

ОЗУ представляет собой 128 восьмиразрядных регистров, предназначенных для приема, хранения и выдачи различной информации.

Указатель стека представляет собой восьмиразрядный регистр, предназначенный для приема и хранения адреса ячейки стека, к которой было последнее обращение. При выполнении команд LCALL, ACALL содержимое указателя стека увеличивается на 2. При выполнении команд RET, RETI содержимое указателя стека уменьшается на 2. При выполнении команды PUSH direct содержимое указателя стека увеличивается на 1. При выполнении команды POP direct содержимое указателя стека уменьшается на 1. После сброса в указателе стека устанавливается адрес 07Н, что соответствует началу стека с адресом 08 Н.

В ОМЭВМ предусмотрена возможность расширения памяти данных путем подключения внешних устройств емкостью до 64 Кбайт. При этом обращение к внешней памяти данных возможно только с помощью команд MOVX.

Команды MOVX @Ri,A и MOVX A,@Ri формируют восьмиразрядный адрес, выдаваемый через порт Р0. Команды MOVX @DPTR,A и MOVX @A,DPTR формируют 16-разрядный адрес, младший байт которого выдается через порт Р0, а старший — через порт Р2.

Байт адреса, выдаваемый через порт Р0, должен быть зафиксирован во внешнем регистре по спаду сигнала ALE, т. к. в дальнейшем линии порта Р0 используются как шина данных, через которую байт данных принимается из памяти при чтении или выдается в память данных при записи. При этом чтение стробируется сигналом ОМЭВМ RD, а запись — сигналом ОМЭВМ WR. При работе с внутренней памятью данных сигналы RD и WR не формируются.

2.2.6. Память программ

Память программ предназначена для хранения программ и имеет отдельное от памяти данных адресное пространство объемом до 64 Кбайт. Память программ, расположенная на кристалле, состоит из 12-разрядного дешифратора и ПЗУ емкостью 4К*8 бит. Запись программ в ПЗУ происходит во время изготовления кристаллов.

Если на вывод ОМЭВМ DEMA подано напряжение питания Ucc то обращение к внешней памяти программ происходит автоматически при выработке счетчиком команд адреса, превышающего 0FFFH. Если адрес находится в пределах 0000Н—0FFFH, обращение происходит к памяти программ, расположенной на кристалле (внутренней памяти программ).

Если на вывод ОМЭВМ DEMA подан "0", внутренняя память программ отключается и начиная с адреса 0000Н все обращения выполняются к внешней памяти программ.

Чтение из внешней памяти программ стробируется сигналом ОМЭВМ РМЕ. При работе с внутренней памятью программ сигнал РМЕ не формируется. ОМЭВМ не имеют инструкций и аппаратных средств для программной записи в память программ.

При обращениях к внешней памяти программ всегда формируется 16-разрядный адрес, младший байт которого выдается через порт Р0, а старший — через порт Р2. При этом байт адреса, выдаваемый через порт Р0, должен быть зафиксирован во внешнем регистре по спаду сигнала ALE, т. к. в дальнейшем линии порта Р0 используются в качестве шины данных, по которой байт из внешней памяти программ вводится в ОМЭВМ.

2.2.7 Система команд

Система команд ОМЭВМ предоставляет большие возможности обработки данных, обеспечивает реализацию логических, арифметических операций, а также управление в режиме реального времени. Реализована побайтовая (8 бит) и 16-разрядная обработка данных.

БИС семейства МК51 — 8-разрядная ОМЭВМ: ПЗУ, ОЗУ, регистр специального назначения, АЛУ и внешние шины имеют байтовую организацю Двухбайтовые данные используются только регистром-указателем (DPTR) счетчиком команд (PC).

Набор команд ОМЭВМ имеет 42 мнемонических обозначения (аббревиатур команд для конкретизации 33 функций этой системы.

Синтаксис большинства команд ассемблерного языка ОМЭВМ состоит из мнемонического обозначения функции, вслед за которым идут операнды указывающие методы адресации и типы данных. Различные типы данных и режимы адресации определяются установленными операндами, а не изменениями мнемонических обозначений. Мнемонические обозначения функций однозначно связаны с конкретными комбинациями способов адресации и типами данных. Всего в системе команд возможно 111 таких сочетаний. В машинном коде команда занимает один, два или три байта.

Команды выполняются за один, два или четыре цикла.

Все команды условных переходов осуществляются относительно содержимым счетчика команд с адресом перехода, вычисляемым ЦПУ во время выполнения команды.

Трехбайтовые команды перехода и вызова LCALL, LJMP (с 16-разрядны адресом) позволяют осуществлять переход и обращение по любому адресу адресного пространства памяти программ емкостью 64 Кбайт. Если необходимо переход в пределах области памяти программ 2К, то можно использовать команд перехода и вызова с 11-разрядным адресом (ACALL, AJMP). Переход внутри участков памяти, определяемый 8-разрядной величиной смещения, осуществляется по команде SJMP.

Систему команд ОМЭВМ условно можно разбить на пять групп:

— арифметические команды;

— логические команды с байтовыми переменными;

— команды передачи данных;

— команды битового процессора;

— команды ветвления программ и передачи управления ОМЭВМ.

3. Описание работы схемы

Данное устройство рассчитано на бесперебойный режим работы, поэтому необходимо предусмотреть перезапуск микроконтроллера в реальных условиях. Для реализации бесперебойного режима работы в схеме присутствует узел, состоящий из элементов DD1.1, VD1, VD2, C1, C3, R1, который работает следующим образом: на выходе “8” МК DD2 программно формируются импульсы. При поступлении положительного импульса на вход схемы заряжается конденсатор C1, при его последующей разрядки на конденсаторном делителе напряжения C1, VD1, C2, устанавливается напряжение равное половине напряжения импульса, которое соответствует высокому уровню напряжения логического элемента DD1.1 являющимся инвертором собранным на триггере Шмита, на выходе инвертора формируется напряжение соответствующее логическому “0” поэтому перезапуска МК не происходит. При отсутствии импульсов на выходе “8” МК DD2 конденсатор C2 начинает разряжаться током утечки данного конденсатора. При достижении напряжения конденсатора C2 порядка 1.5В триггер Шмита на элементе DD1.1, имеющий релейную переходную характеристику начинает работать как генератор с частотой времязадающей цепочкой собранной на элементах C1, R2. Описанный генератор подает импульсы заданной частоты на вход “9” МК DD2, сбрасывая его до тех пор пока на выходе “8” не возобновится требуемая для нормальной работы МК частота поступления импульсов.

Возбуждение процессора осуществляется кварцевым резонатором ZQ1, нежелательные гармоники которого сглаживаются конденсатором C2, C4.

Оперативная память устройства включается по стандартной схеме включения, но так как порт процессора P0 многофункционален, то младший байт адреса необходимо держать в регистре DD2.

К выходам МК DD2 “10”,”11” подключен порт с последовательным интерфейсом RS232 для связи с ПК.

Питание всей схемы осуществляется однополярным напряжением 17В. В схеме используется напряжения 5В, 12В. Напряжение 12В создается регулятором стабилизированного напряжения DA2, а напряжение 5В создается регулятором стабилизированного напряжения DA1. Конденсаторы C9, C10, C12 являются защитными от возбуждения по питанию. Конденсаторы C8, C11, C13 являются сглаживающими.

Индикация состояние замков осуществляется светодиодными индикаторами HL1-HL4. Индикаторы HL1,HL3 имеют зеленый цвет и сигнализирует открытие замка входа/выхода, соответственно. Индикаторы HL1,HL3 имеют красный цвет и сигнализирует блокировку замка входа/выхода.

Индикаторы HL1,HL2 и HL3, HL4 работают в инверсном режиме. При поступлении с процессора на элемент DD1.2 логического “0” на выходе появляется напряжение высокого уровня, поступающее на базу транзистора VT3 являющимся усилителем по току. Ток с эммитора транзистора VT3 начинает течь через индикатор HL1, обуславливая его свечение. При поступлении с процессора на элемент DD1.2 логической “1”, напряжение поступает на транзистор VT3, а транзистор VT2 закрывается, загорается индикатор HL1.

Управление магнитными замками осуществляется “3”, “4” выводами МК. С этих выводов МК напряжение поступает на затворы полевых коммутаторов VT1, VT4 обуславливая коммутацию цепи обмоток электромагнитных замков. Быстродействующие диоды VD6, VD9В выступает в роле дмпферов.

S1, S2 представляют собой стандартные считыватели ключей TouchMemory. S3, S4 представляют собой герконовые датчики состояния створки.

Кнопки SB1-SB3 устанавливают режим работы проходной.

Кнопки SB1, SB3 – запретить/разрешить идентификацию в автономном режиме для входа/выхода.

Кнопки SB2 – запретить/разрешить автономный режим.

Стабилитроны VD1-VD5,VD7,VD8 необходимы для того чтобы защитить порт МК от превышения допустимого напряжения.

Заключение

Предлагаемая система скорее является сервисной, чем охранной, однако предусмотрен вариант дальнейшей интеграции в мощный охранный комплекс со следующими возможностями:

• Регистрация посещения любого помещения находящегося в здании с помощью компьютера.

• Ограниченние доступа в отдельное помещение (т.е. на каждом кабинете устанавливается отдельный считыватель и с помощью ПО на основе различных факторов ограничивается доступ в конкретное помещение, например, на основе рабочего времени, уровня доступа и.т.д.)

• Установка или модернизация имеющихся в любом помещении датчиков пожарной сигнализации, датчиков разбития стекла и. т. д., c дальнейшим выводом графической информации на дисплее компьютера о состоянии охраняемого объекта.

• Дальнейшее объединение всех имеющих устройств в локальную легкозаменяемую и легкомодернизируемую сеть.

• Внедрение в систему видеонаблюдения на основе современных специальных видеокамер.