/>/>Содержание
1. Описание микроконтроллера MCS‑296. 2
2. Подключение ЖК-индикатора. 2
3. Подключение динамического ОЗУ… 3
4. Подключение АЦП… 4
5. Подключение клавиатуры… 4
6. Карта адресного пространства. 5
7. Межмашинный обмен через «Почтовый ящик». 6
Заключение. 8
Список использованных источников. 9
/>1. Описаниемикроконтроллера MCS‑296
MCS‑296 фирмы Intelявляется16 – битным микроконтроллером с конвейерной архитектурой и встроеннымивозможностями цифровой обработки сигналов – DSP‑сопроцессор./>/>/>/>2.Подключение ЖК-индикатора
В данномпроекте в качестве индикатора на жидких кристаллах используется модуль ITM‑2002K2SR. Этот модульсостоит из БИС контроллера управления и ЖК-панели. Контроллер управления KS0066 фирмы SAMSUNG.
Модульпозволяет отображать 20 символов в одной строке при матрице символа 6х10 икурсор. Между символами имеются интервалы шириной в одну отображаемую точку.Каждому отображаемому на ЖКИ символу соответствует его код в ячейке ОЗУ модуля.
Для соединенияЖКИ-модуля с управляющей системой используются порты ввода / выводамикроконтроллера, на которых формируется 8‑разрядная (PD0‑PD7) шина «команды /данные». Управляющие сигналы P_RS (выбор регистра команды / данные), P_R/W(направление передачи данных: P_R/W =0 – запись в память индикатора, P_R/W =1 – считываниеиз памяти индикатора) и P_E (строб, сопровождающий сигналы на шине «команды / данные»)формируются программно на обычных линиях ввода / вывода микроконтроллера. Записьинформации в ЖКИ-модуль происходит по спаду сигнала P_E. Три вывода 14‑контактногоразъема (VSS, VDD, V0) предназначены для подачи питающего напряжения инапряжения смещения, которое управляет контрастностью дисплея.
КонтроллерЖК-модуля после приема байта команды или байта данных требует некотороговремени для обработки полученной информации, в течение которого не можетпроводить передачу.
/>/>/>/>3.Подключение динамического ОЗУ
Дляподключения динамической памяти объемом 16 Мбайт к микроконтроллеруиспользуется контроллер динамической памяти KP8441–40 фирмы NationalSemiconductor. KP8441–40 позволяет подключать до 16 Мбайт ДОЗУ. Контроллерсинхронизирован с MCS‑296 на тактовой частоте 40 МГц. В качестве ДОЗУ быланайдена микросхема HYB 3165160AT(L) – 40/-50/-60 с организацией 4М х 16 фирмы SIEMENS.
Для началаработы с ДОЗУ необходимо сбросить контроллер KP8441–40. Для сбросасигнал RST должен быть активен не менее 16-ти положительных фронтовтактовой частоты (временная диаграмма, рисунок 1).
Послевключения ЭМ1 сигнал RST удерживается в состоянии 0 для сброса КДОЗУ.Программирование осуществляется при помощи сигналов ML, R0–12, C0–12, ECAS и RFIP (временнаядиаграмма, рисунок 2). По окончании программирования контроллер переходит в 40-миллисекундныйпериод инициализации, после чего он будет доступен для работы.
Чтение/записьдинамической памяти может проводиться в синхронном и асинхронном режимах. Вданной работе будет использоваться асинхронный режим. Сигнал готовности – DTCK.
Картаадресного пространства микроконтроллера составляет 16 МБ и ДОЗУ 16МБ, поэтому еёне хватит для других внешних устройств. Для решения этой проблемызапрограммируем сигнал CS0 который будет выбирать банк памяти, если он равен 0 – этоозначает, что идёт обращение к ДОЗУ, если 1 – к другим внешним устройствам.
Микроконтроллерустанавливает сигнал RD=0, говоря о том, что происходит цикл чтения, CS0 установкойв 0, КДОЗУ отвечает установкой RAS в 0 по первому же положительному фронту, на R0–12 –устанавливается адрес строки динамической памяти, в следующем такте устанавливаетсяCAS=0, а на С0–12 – адрес столбца и устанавливается DTACK = 0.
Цикл записи(временная диаграмма, рисунок 4) аналогичен чтению, за исключением установки WR=0.
Регенерациядинамической памяти производится автоматически самим контроллером. Каждый раз,когда требуется регенерация, контроллер ожидает завершения цикла обменаданными. По окончании цикла чтения / записи, контроллер формирует сигналзапроса регенерации RFRQ=0. В следующем такте выставляется сигнал RFIP=0 (идётрегенерация). В третьем такте устанавливается RAS=0. Через два тактасбрасывается запрос на регенерацию RFRQ=1, и потом сбрасываются RFIP и RAS(установкой в 1). Таким образом, цикл регенерации занимает 6 тактов (временнаядиаграмма, рис. 3). Может возникнуть такая ситуация, что контроллер начнётрегенерацию, а мы – цикл чтения / записи. Для исключения такой ситуацииRFRQ заводится на вход EXTINT0 микроконтроллера. Таким образом, при появлении RFRQ=0процессор прерывает выполнение программы чтения / записи и ожидаетокончания регенерации. Признаком окончания цикла регенерации служит RFIP=1./>4. ПодключениеАЦП
С помощьюсигналов A, B, C, D (поступающих на входы мультиплексора) микроконтроллерканал, далее информация из выбранного канала поступает на вход одноканального и16 разрядного АЦП (для его запуска устанавливается сигнал convst = 0),когда данные готовы АЦП устанавливает сигнал NMI =0, что вызываетпрерывание микроконтроллера и считывания их./>5.Подключение клавиатуры
Клавиатура построена дляорганизации опроса значения клавиш методом сканирования. Клавиатура доступнапри установке сигнала CSKEY=0. При CSRW=0 доступна старшая половина бит регистраклавиатуры на запись, при CSRD=0 доступен весь регистр клавиатуры на чтение./>/>/>/>6.Карта адресного пространства
МикроконтроллерMCS‑2961
FFFFFFH
Внешняя память
FFF800H
FFF7FFH
Внешнее ПЗУ
FF2080H (адрес начального пуска)
FF207FH
Внешнее SPM
FF2000H
FF1FFFH
Внешняя память
FF0400H
FF03FFH
Резерв
700000H
6FFFFFH
АЦП
500000H
4FFFFFH
Клавиатура
400000H
3FFFFFH
ЖКИ
300000H
2FFFFFH
ОЗУ ПЯ
200000H
1FFFFFH
Резерв
010000H
00FFFFH
Внешнее ОЗУ
00F800H
00F7FFH
Внешняя память
00F000H
00EFFFH
Внешняя память
002000H
001FFFH
SFR
001F00H
001EFFH
Резерв
001C00H
001BFFH
Внешняя память
000400H
0003FFH
Резерв
000200H
0001FFH
Регистровый файл
000000H
FFFFFFH
ДОЗУ
000000H />7.Межмашинный обмен через «Почтовый ящик»
Суть метода: есть арбитр,который контролирует доступ к ОЗУ и открывает шины данных, адреса и управления.Машина, которая хочет обменяться информацией, выставляет запрос на захват ОЗУ REQ=0. Если ресурс свободен,арбитр подтверждает запрос и открывает шины для обмена информацией. Если ресурсзанят, машина будет ждать, пока не освободится.
Арбитрпредставляет из себя кольцевой счётчик. Т.е. выход с генератора тактовойчастоты поступает через элемент «или» на вход счётчика. Выход данных счётчикапоступает на дешифратор. Каждому выходу дешифратора соответствует своя машина.В результате получается, что «нолик бегает по кругу». При поступлении запросаот соответствующей машины, генератор импульсов останавливается и производитсяобмен. По окончании обмена остановка снимается. Если приходят два или болеезапросов одновременно, то право на захват ресурса получит та машина, номеркоторой в данный момент поступает на вход дешифратора.
/>/>/>/>Заключение
/>/>В данной работе быларазработана схема межмашинного обмена через ОЗУ «Почтовый ящик» ёмкостью 4 Кб 8‑хэлементарных машин. В качестве элементарных машин использовалисьоднокристальные ЭВМ MCS‑296, к каждой из которых было подключенодинамическое ОЗУ ёмкостью 16 Мбайт, ЖКИ, АЦП и клавиатура.
/>Списокиспользованных источников
1. Кудрявцев А.В. Учебно-методическоепособие к курсовому проектированию по дисциплине «Микропроцессорные системы». –Уфа: УГАТУ, 1996 – 74 с.
2. Куприянов М.С., Матюшкин Б.Д.и др. Справочник «Техническое обеспечение цифровой обработки сигналов» – Санкт-Петербург:«Наука и техника», 2000. – 752 с.
3. Шило Справочник по интегральныммикросхемам. Справочник. – М.: «Радио и связь», 1986 – 343 с.
4. Пухальский Г.И., Новосельцева Т.Я. Справочник«Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах» – М,: «Радиои Связь», 1990 – 304 с.
5. Пухальский Г.И., Новосельцева Т.Я.«Цифровые устройства» – М,: «Политехника», 1996 – 878 с.
6. Конденсаторы: Справочник/И.И. Четвертков.‑ М.: Радио и связь 1993. – 392 с.
7. ГОСТ 2.707 – 81. Правила выполненияэлектрических схем цифровой вычислительной техники. – М.: Изд – востандартов, 1981. – 16 с.
8. ГОСТ 2.743 – 91. Обозначения условныеграфические в схемах. Элементы цифровой техники. – М.: Изд-во стандартов,1992. – 58 с.