Определение общего алгоритма функционирования устройства

Работу цифрового фильтра определяет программа, состоящая из инструкций, предназначенных для микропроцессора, и хранящаяся в ПЗУ независимо от наличия питающего напряжения. Поскольку ПЗУ – единственное устройство, способное хранить информацию при отсутствии питания, то в нем должны быть также заложены данные о конфигурации и синхронизации устройства. При включении питания фильтр в первую очередь должен быть сконфигурирован на правильную, то есть соответствующую требуемой работу. Это осуществляется с помощью программы инициализации. При включении питания микропроцессор обнуляет счетчик команд, и выполнение инструкций тогда происходит с нулевого адреса ПЗУ, находящегося в области векторов прерываний. Туда следует в качестве инструкции поместить ссылку на адрес ПЗУ, с которого начинается программа инициализации. Когда управление будет передано ей, она должна настроить порты на ввод и вывод данных, таймер-счетчик на частоту синхронизации выборки, а также обнулить рабочие ячейки ОЗУ, исключив тем самым быстроменяющиеся переходные процессы. Программа инициализации не должна прерываться, поэтому на время ее выполнения прерывания следует запретить.

Чтобы настроить таймер на частоту дискретизации и режим работы 1, необходимо 16-разрядное управляющее слово:

    0100001111001000₍₂₎ = 83С4₍₁₆₎

Дав старших бита 01 определяют режим 1, а остальное представляет собой 14-разрядное число N = Т_Д / Т_Т = 1000₍₁₀₎ .

Старший байт этого слова записывается по адресу 7004₍₁₆₎, а младший – по адресу 7005₍₁₆₎.

Для ввода и вывода данных могут использоваться соответственно порты А и В микросхемы РУ55, а 6-разрядный порт С можно использовать как линии готовности и квитирования портов А и В. Для установки используется управляющее слово, имеющее вид:

1  1  1  1  1  1  1  0 ₍₂₎

Попарно разряды этого слова, начиная с младшего, означают следующее:

Порт А работает на ввод, порт В – на вывод;

порт С работает как порт служебных сигналов;

разрешить прерывания по портам А и В;

запуск таймера.

Линии порта С передают следующие сигналы:

PC₀ – INTRA – запрос прерывания по порту А;

PC₁ – BFA – состояние буфера порта А;

PC2 – STBA – строб записи в порт А;

PC3 – INTRB – запрос прерывания по порту В;

PC4 – BFB – состояние буфера порта В;

PC5 – STBB – сигнал квитирования с периферии.

4-й и 5-й биты управляющего слова разрешают вывод сигналов INTRA и INTRB.

Управляющее слово необходимо для инициализации записать по адресу 7000₍₁₆₎.

Конечный шаг инициализации - устанавливается маска прерываний и с них снимается запрет. В случае, если используется аппаратное прерывание RST7.5, маска имеет вид:

    0  0  0  0  1  0  1  1 ₍₂₎

0-й и 1-й разряды содержат единицы, маскирующие прерывания 5.5 и 6.5, нуль во 2-м оставляет доступным прерывание 7.5; единица в 3-м разряде разрешает прерывания.

Для установки этой маски используется специальная команда SIM микропроцессора ВМ85.

Программа инициализации заканчивается стандартно – командой HLT – останов. После этого процессор будет запускаться только аппаратным прерыванием RST 7.5 – при положительном перепаде напряжения на соответствующем входе. Сигналом запуска для микропроцессора должен служить сигнал наличия данных в буфере порта А BFA. Данный сигнал переходит на высокий уровень по положительному (заднему) фронту сигнала готовности данных АЦП RAD, представляющего собой импульс низкого уровня длительностью чуть больше такта АЦП t_min, то есть когда оцифрованный отсчет загружается в буфер порта А. Сигнал BFA обнуляется, когда происходит программное обращение к порту А с целью считать данные во внутренний регистр микропроцессора (аккумулятор).

При перепаде на высокий уровень, если прерывание не замаскировано и разрешено, произойдет сохранение счетчика команд в стеке, и микропроцессор начнет работу с ячейки 003С₍₁₆₎. В эту ячейку следует записать инструкцию перехода на начальный адрес основной программы, которая будет считывать входной отсчет из порта А, обрабатывать его согласно алгоритму фильтрации и выводить в порт В. Основная программа должна отработать до прихода в порт А очередных данных, а до этого не прерываться. Первое обеспечивается эффективностью алгоритма и быстродействием программы. Второе – хранением высокого уровня на входе RST 7.5 триггером, поэтому ложная импульсная помеха, попавшая на этот вход во время выполнения программы, не прервет и не перезапустит ее. Но чтобы обеспечить возможность нового запуска программы при приходе очередных данных, необходимо сбросить триггер, что осуществляется переустановкой маски, описанной выше. Кроме того, необходимо записать исходное число 50FF в указатель стека, так как при каждом прерывании в стек записывается счетчик команд, а указатель стека дважды декрементируется, что в конечном итоге приведет к достижению им рабочей области и засорению ее неверной информацией. Завершается основная программа командой HLT, и процессор ожидает поступления на вход RST 7.5 очередного положительного перепада.