«Temir yo’ldagi mikroprotsessor qurilmalari va boshqaruv tizimlari» fanidan «Mikroprotsessorli elektr markazlashtirish» mavzusida

17-rasm. Manzil selektori ishlash funktsional sxemasi.



Mikroprotsessorli modul.

Mikroprotsessorlar to’plamining tarkibi.

Mikroelektronikaning cheklangan imkoniyatlari birinchi mikroprotsessorlarni ishlab chiqarishda yagona chipli, ko’p maqsadli qurilmalarni yaratishga imkon bermadi. Shuning uchun ishlab chiqaruvchilar mikroprotsessor qurilmalarini katta integral sxemalar qatoridan konstruktiv ajratishga majbur bo’lishdi. Ulardagi mikroprtsessorlar asosida ishlab chiqilgan protsessorlarni, nazorat qiluvchiga boshqaruv tizimlarini sintez qilish imkonini beradigan KIS lar majmui mikroprotsessorlar majmui deb ataladi. MPM ning qabul qilingan buyruqlar tizimlari, signal darajalari, aloqa protokollari va avtomagistrallarda signal uzatish printsiplari bilan mos keladigan mikroprotsessor majmuasiga mikroprotsessor oilasi deb ataladi. KR580 seriyasidagi mikroprotsessorli oila, Intel 8080 mikroprtsessorlari oilasining avlodlari nisbatan past tezlikli mikroprotsessorli qurilmalarni qurish uchun KIS to’plamini o’z ichiga oladi; MPK universal sinfiga kiradi va texnologik turli sohalarda qullaniladi; texnologik jarayonlarni nazorat qilish tizimlari, mikroprotsessorli qurilmalar va shaxsiy kompyuterlar(EVM) protsessorlarni birlashtirishgan boshqaruv tizimlarini qurish uchun qo’llaniladi.

Ushbu to’plamga KIS markaziy protsessor bloki tarkibiga kiradi (Central Proc­essor Unit), bitta mikrosxemani ichida mavjud operatsiyani qayta ishlovchi va boshqaruvchi qurilma, lekin u yakka holda ishlamaydi. KIS ning markaziy protsessor elementi (TSPE) 8-razryadagi kodni ikkilik kodga qayta ishlash uchun xizmat kiladi. Bularga:

4. KR580VK53 – dasturlanadigan taymer. Ushbu mikrochip chastotalar va vaqt modulyatsiyasi turlari bilan ifodalangan signallarni qayta ishlash uchun mo’ljallangan protsessor xisoblanadi.

5. KR580IK51 – dasturlashtirilgan ketma-ket interfeys. Universal sinxron-asinxron programmalanadigan ketma-ket aloqani qabul qilish va uzatish qurilmasi.

6. KR580IK55 – parallel interfeys. Programmalanadigan ma’lumotlarni kiritish-chiqarish , parallel kodlar bilan ifodalangan.

7. KR580VA86 – bufer kuchaytirgichli shinali shakllantirgich. 8-bitli shinada signallarni kuchaytirishi, chastotali chiqish va uch xolatda bo’lishi, yuqori yuk hajmi va shinani ma’lumotlarni qabul qilish va uzatish uchun almashtirish.

8. KR580VA87 - bufer kuchaytirgichli shinali shakllantirgich. 8-bitli shinada signallarni kuchaytirishi, chastotali chiqish va uch xolatda bo’lishi, yukori yuk xajmi va shinani ma’lumotlarni qabul qilish va uzatish uchun almashtirish.

9. KR580IR82 – buferli registr. 8-razryadli buferli registr, chastotali chiqish va uch xolati bilan.

10. KR580IR83 - buferli registr. 8-razryadli buferli registr chastotali chiqish va uch xolati bilan.

11. KR580VG79 – klaviatura va ekran uchun interfeysli dasturlashtirilgan kontroller.

12. KR580VN59 – Ketma-ketlikni uzuvchi dasturlashtirilgan kontroller.

13. KR580VT57 – Xotira to’g’ridan-to’g’ri ruxsatga ega bo’lgan dasturlashtirilgan kontroller.

14. KR580 seriyali mikrochipning asosiy parametrlari:

-arifmetik mantiqning bit kengligi - 8 bit,

-log darajasi. 1: 2, 4, ..., 5 V; log darajasi.0:0, .., 0, 4 V,

-taktli chastota 2, 5 MGts gacha,

- 30 ns dan oshmagan topilmalar bo’yicha kirish kuchlanishining kuchayishi va pasayishi,

- Sarflanadigan quvvat: KR580IK80 1, 25 Vt dan oshmagan xolda; boshqa mikrochip seriyalari uchun 0.7 dan oshmagan xolda,

- mikrochip kuchlanish manbasi: KR580IK80, Q5, Q12, - 5 V, qolgan KISlar uchun Q 5 V;

-ruxsat etilgan qo’shimcha kuchlanish: KR580±5 %;

-har bir KIS chiqish yuklama qobiliyati – bir kirish elementi TTL;

-temperatura diapazoni: KR580 (- 10, ..., Q70)°C; (263, ..., 343)K;

Ruxsat etilgan buyruq tizimi.

KIS standart korpusda chiqariladi.

Hamma mikrochiplar, MPK tarkibiga kiruvchi, “MDM”-texnologiyasi bo’yicha bajarilgan, lekin kirish va chiqish signallari TTL-texnologisi mantiqiy sxemasiga mos keladi. Bu KR580 va TTL-texlogiyasi mikrochiplari va boshqa seriyalarning bir-biriga o’tishini osonlashtiradi.

Mikroprotsessor moduli apparat qismi tarkibi KR580 seriyali protsessori asosida qurilgan.

TG – taktli generator;

MPPR – mikroprotsessor;

KF– tizimli kontrolyor va shinnali shakllantirgich;

BA – bufer manzili;

TM – taymer;

TZ – ovoz triggeri;

SA – selektor manzili.

Barcha elementlar bir-biriga ulangan va zanjir yozuvi bilan ulagich bilan tasvirlangan. Rasmdan ko’rinib turibdiki, TG MPPR ishini sinxronlash bilan bir qatorda STS TB favqulodda signallarni sinxronlash, F1 va F2 taktli signallari ketma-ket ishlashini ta’minlash uchun mo’ljallangan.

18-rasm. Mikroprotsessor modulining tuzilish sxemasi.
Boshqaruvchi signallar «RESIN», (STATUS STROBE) «RDYIN» impuls F2 bilan ta’minlangan va navbati bilan protsessorning RESET va READY yozuvlariga uzatiladi. Signal «SYNC», PR chiqishi bilan qabul qilinadigan, TG da sinxronizatsiya qilinadigan taktli F1 impuls bilan va STSTB KF kirishiga qabul qilingan. Bunda PR so’z holatini ShD ga beradi, STSTB signali orqali KF da yozib boriladi.

RESET ning kirish signali PR ning chiqish holatiga o’rnatiladi. Buning natijasida ShA da «0» o’rnatiladi.

ShD ning yuklama qobiliyatini oshirish uchun KFdan foydalaniladi. MPPR «SYNC» ning chiqish signali har bir mashina siklini aniqlash uchun xizmat qiladi. Bu signalning harakat vaqtida MPPR ning holati haqida ma’lumot KF ni tashqi registriga yuboriladi. MPPR «DBIN» ning chiqish signali shuni ko’rsatadiki, ShD ma’lumot qabul qilish rejimida turadi, ya’ni PR xotiradan kiritish qurilmasiga ma’lumotlar kelib tushishini kutadi. MPPR «WR» ning chiqish signali shuni ko’rsatadiki, MPPR ShD da xotiraga yozish yoki tashqi qurilmaga yozish uchun o’rnatilgan. «READY» chiqish signali ma’lumotlarni MPPR ga qabul qilishga tayyorligini ko’rsatadi yoki xotira yoki tashqi qurilma yordamida ma’lumotlarni ShD ga yuborishga tayyorligini ko’rsatadi. READY signali MPPR ishini xotira va tashqi qurilmadan sinxronlashga ruxsat beradi. «HOLD» ning kirish signali tashqi qurilma bilan birga ShA dan to’g’ridan to’g’ri ruxsat olish uchun ishlatiladi. HLDA chiqish signali HOLD signaliga javob signal bo’lib, ShA va ShD ning yuqori impendant holatida turganini ko’rsatadi.

Avtomatik boshqarishda keng qo’llanilgan eng birinchi mikroprotsessor KR580VM80 bo’lib, farqlovchi xususiyati, qaysiki, ishonchli oddiy dastur bo’lib hisoblanadi. Kamchiligi sifatida past ishlash tezligi va kam darajali integratsiyasi qaralib, uni zamonaviy mikroprotsessor bilan almashtirishga olib keldi.

Mikroprotsessor modulini printsipial sxemasini ko’rib chiqamiz. (10-rasm). Modul quyidagi mikrochiplardan tashkil topgan:

KR580VM80A – mikroprotsessor (D3);

KR580GF24 – tizimli taktli generator (D2);

KR580VK28(38) – tizimli kontroller (D6);

KR580VA86 – shinali shakllantirgich (manzilli shina D4, D5);

BQ1- kvartsli rezonator;

SB1 – qayta tikshal knopkasi.
Algoritm.

Algoritm – berilgan natijaga erishish uchun qilinishi kerak boʻlgan aniq koʻrsatmalar ketma-ketligi. Algoritm keng maʼnoda faqat kompyuterga oid atama boʻlmay, balki unda berilgan koʻrsatmalarni bajara oluvchi har qanday narsaga oiddir.

Kurs ishi topshirig’ida berilgan yo’nalish bo’yicha poyezni jo’natish (qabul qilish) marshrutini tuzish algoritmi ishlab chiqildi. Algotirm tuzish ketma-ketligida birinchi o’rinda tuziladigan marshrut yo’lidagi barcha strelkali va strelkasiz uchastkalar, qabul qilish-jo’natish yo’llari bo’sh yoki bandligi tekshiriladi. Barcha yo’l uchastkalari bo’sh bo’lgan taqdirdagina marshrut tuzishga ruxsat beriladi. Shundan so’ng jo’natish (qabul qilish) marshrutida tarkibiga kiruvchi strelkalar holati tekshiriladi. Agar strelka holati berilgan marshrutga mos kelsa algoritmning keyingi qismiga o’tishga ruxsat beriladi. Aks holda strelkani kerakli holatga o’tkazish buyrug’i beriladi va strelka qaytadan tekshiriladi. Agar kerakli natija olinsa algoritm davom ettiriladi, aks holda nosozlik qayd qilinadi. Shu ketma-ketlikda marshrutga tegishli barcha strelkalar holati tekshiriladi. Barcha strelka va uchastkalar tekshirib bo’lingandan so’ng marshrut tuzishga ruxsat beriladi va svetoforning ruxsat chirog’ini yoqishga buyruq beriladi.

Har bir uchastkalar va strelkalar holatini nazorat qilish, strelkani boshqarish, svetoforni ochish buyruqlari mikroprotsessorning oyoqchalariga biriktiriladi. Algoritmda uchastkalarning bo’shligini biriktirilgan MP oyoqchalariga kiriyotgan “1” signali bilan, bandligini esa “0” signali bilan aniqlanadi. Strelkalar holati ham shu tartibda ya’ni strelka “Q” (pilus) holatida bo’lsa “0” signali orqali, “-” (minus) holatida bo’lsa “1” signali orqali nazorat qilinadi. Strelkalarni o’tkazish buyruqlari: strelkani “Q” holatga o’tkazish uchun “0” signali, “-” holatga o’tkazish uchun “1” signali beriladi. Shu bilan birga svetoforning ruxsat chiroqlarini yoqish, nosozlik haqida ma’lumot berish va marshrut chiroqlarini yoqish buyruqlari “1” signalini yuborish orqali amalga oshiriladi.

Ch5 svetofordan jo’natish marshrut topshirig’i algoritmi va 5P dan chiqib ketishda poyezd harakatlanadigan barcha yo’l qismlari harakat xavfsizlgi shartlarini tekshiradi. Ushbu poyezdlaring xavfsiz harakatlanish shartlari quyidagicha:

UP-62 bloki (rele P1 kontakti) va SP-69 (rele SP69 kontakti)- marshrutga kiruvchi strelkali va yo’l uchastkalari, stantsiya gorlovinasi har qanday harakat birligidan bo’sh bo’lishi kerak;

S bloki (rele PK, MK va VZ kontakti) marshrutga kiruvchi strelkalar mexanik qulflangan, harakatlanuvchi ostryak uchi va rama relslari orasidagi masofa 4 mm dan kam bo’lishi, ajralgan ostrak bilan rama rels orasidagi masofa 125mmda kam bo’lmasligi rerak.

PS bloki – boshlovchi strelkali blok, nazorat qilish uchun va ikki xil (bittali va bog’langan) strelkalarni boshqarish uchun mo’ljallangan.

Initsalizatsiya – portlarni sozlash, kirish (”1”-input) va chiqish (“0”-output) ga bog’lik holda. Boshlash va tugash algoritmi – N (boshi) va K (oxiri) marshrut knopkalarini bosgan xolda.

UM- Marshrutni o’rnatish.

Xulosa
Ushbu kurs loyihasida, topshiriqqa binoan, stantsiya rejasiga muvofiq izolyatsiya qilingan bo'g'inlar va funktsional bloklarni tartibga solish, mikroprosessor qurilmalarining funktsional va elektron sxemalari (MU), VU, RAM va ROM, marshrutlash algoritmi va zarur ma'lumotlar bazasi shartlari, dasturiy qism. Qabul qilish marshrutini 1P ga o'rnatish algoritmi asosida, dasturlash tili Pic Basic Pro dasturlash tiliga asoslangan. Barcha sharoitlar (marshrut bo'ylab) bilan birgalikda ishlab chiqilgan ma'lumotlar bazasiga muvofiq, qabul qilish yo'nalishi 1P ga o'rnatiladi.

Foydalanilgan adabiyotlar.

1. 
   Микропроцессоры (в 3-х книгах). Книга 1. Архитектура и проектирование микро- ЭВМ.- М. Высшая школа, 1986
   
2. 
   Спровочник. Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем.
   
3. 
   Строков В.Г., Хорунов Ш.Р. Электрическая централизация стрелок и сигналов. Часть 1.
   
4. 
   Микропроцессоры, микроконтроллеры и однокристальные микропрограммируемые устройство. Мельников А.А и др. –М, 2008