Часто такие микроЭВМ представляют собой один или несколько микропроцессорных контроллеров (МПК). <...> Под микропроцессорным контроллером принято понимать функционально законченную совокупность микропроцессора и связанных с ним периферийных устройств, таких как оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) памяти, постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) памяти, таймеры, контроллеры прерываний и системной шины, порты ввода/вывода, аналогоцифровые преобразователи (АЦП), цифроаналоговые преобразователи (ЦАП), разнообразные универсальные асинхронные (UART, CAN) и синхронные (SPI, I2C) приемопередатчики, супервизоры питания и т. д. <...> Микропроцессорный контроллер может быть реализован как в виде электронного блока на основе микросхемы микропроцессора и соответствующих ему микросхем периферийных устройств, так и в виде однокристального микроконтроллера (как с набором дополнительных микросхем периферийных устройств, так и без него). <...> Примером первого варианта реализации МПК для мехатронных систем могут служить микропроцессорные контроллеры на базе 16-разрядного микропроцессора Intel 80х86 и набора микросхем периферийных устройств, предназначенных для работы с ним (отечественные аналоги – микропроцессор К1810ВМ86 и комплект БИС 1810). <...> Примером второго варианта могут служить однокристальные 8-разрядный микроконтроллер Intel MСS51 и 16-разрядный микроконтроллер MCS196, а также однокристальные 16-разрядные микроконтроллеры семейства Siemens SAB C167. <...> 3 Как правило, использование 8-разрядных МПК оправданно только для «простых» мехатронных систем, имеющих низкую динамику и невысокую точность. <...> Практика показывает, что реализация корректирующих устройств в высокоточных мехатронных системах (например, в системах наведения антенных установок) с использованием 16-разрядных МПК требует работы с двойным словом, т. е., по сути, речь идет о необходимости 32-разрядной реализации корректирующих устройств. <...> Однако использование 32-разрядных <...>
Проектирование_алгоритмического_и_программного_обеспечения_мехатронных_систем.pdf
УДК 62-523
ББК 32.965
Б867
Рецензенты: Л.Д. Нечаев, Г.П. Тарасов
Б867
Бошляков А.А., Овсянников С.В.
Проектирование алгоритмического и программного обеспечения
мехатронных систем: Учеб. пособие. – М.: Изд-во МГТУ
им. Н.Э. Баумана, 2007. – 56 с.: ил.
ISBN 978-5-7038-2998-1
Обязательным компонентом любого современного мехатронного
устройства является микропроцессорная система, реализующая
алгоритмы управления программным способом. В пособии
изложены этапы и подходы к проектированию алгоритмического
и программного обеспечения для микропроцессорных
модулей мехатронных систем.
Для студентов, изучающих курс «Проектирование мехатронных
систем».
Ил. 16. Табл. 12.
УДК 62-523
ББК 32.965
ISBN 978-5-7038-2998-1
2
© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007
Стр.2
Оглавление
Введение................................................................................................. 3
1. Процесс проектирования мехатронной системы с микропроцессорным
контроллером............................................................................. 4
1.1. Этапы проектирования............................................................. 4
1.2. Программные средства, используемые при проектировании
мехатронных систем с микропроцессорными контроллерами 8
1.2.1. Управляющая программа микропроцессорного
контроллера......................................................................... 10
1.2.2. Программа настройки и контроля..................................... 12
1.2.3. Моделирование мехатронной системы
с микропроцессорным контроллером ............................... 13
2. Технология отладки мехатронной системы с микропроцессорным
контроллером..................................................................................... 14
2.1. Варианты построения программно-аппаратных комплексов 14
2.1.1. Программно-аппаратная эмуляция процессора................ 14
2.1.2. Программная отладка ......................................................... 17
2.2. Программатор ........................................................................... 19
2.3. Форматы исполняемых кодов .................................................. 20
2.3.1. Двоичный формат............................................................... 20
2.3.2. Шестнадцатеричный формат ............................................. 22
3. Разработка управляющей программы................................................. 24
3.1. Блок-схема управляющей программы..................................... 24
3.2. Прерывания............................................................................... 27
3.2.1. Общие сведения.................................................................. 27
3.2.2. Таблица векторов прерываний........................................... 31
3.2.3. Механизм прерываний ....................................................... 33
3.3. Контроллер прерываний .......................................................... 35
3.3.1. Контроллер прерываний МПК Intel 80х86 ....................... 35
3.3.2. Контроллер прерываний микроконтроллера Siemens
SAB C 167............................................................................ 40
3.4. Программа обработки прерываний ......................................... 41
3.5. Карта памяти управляющей программы................................. 42
3.5.1. Микропроцессорный контроллер на основе Intel 80х86.. 42
3.5.2. Микропроцессорный контроллер на основе Siemens
SAB 167................................................................................ 44
3.6. Реализация корректирующих устройств
в микропроцессорном контроллере ........................................ 45
4. Блок-схема алгоритмического обеспечения мехатронной системы... 50
1
Стр.55