Федеральноеагентство образования Российской Федерации
Государственноеобразовательное учреждение
среднегопрофессионального образования
Краснотурьинскийиндустриальный колледж
Специальность: Вычислительныемашины, комплексы, системы и сети
Курсовой проект попредмету микропроцессоры и микросистемы
на тему: Микропроцессорнаясистема на базе комплекта КР580
Краснотурьинск2009
Содержание
Введение
1. Описание применяемых элементов
1.1 Микропроцессор КР580ВМ8
1.2 Генератор тактовых импульсовКР580ГФ2
1.3 Контроллер прерываний КР580ВН5
1.4 Системный контроллер КР580ВК28
1.5 Программируемый последовательныйинтерфейс КР580ВВ51
1.6 Контроллер клавиатуры и дисплеяКР580ВВ79
1.7 Микросхема ОЗУ К537РУ17
1.8 Микросхема ПЗУ К573РФ6
1.9 Микросхема дешифратора К155ИД3
1.10 Микросхема К514ИД2
1.11 Буферный регистр 1533АП5
2. Расчетная часть
2.1 Расчет и планирование адресногопространства памяти
2.2 Построение схем дешифрации адресовпамяти
2.3 Расчет и планирование адресного дляустройств ввода-вывода
2.4 Построение схем дешифрации адресовустройств ввода-вывода
3. Структурная схема
4. Принципиальная схема
Заключение
Список используемой литературы
Введение
В данном курсовомпроекте рассмотрен микропроцессорный комплект серии КР580. Этот набормикросхем, аналогичен набору микросхем Intel 82xx. Представляет собой8-разрядный комплект на основе n-МОП технологии. Система команд СМ1800, ГОСТ11305.910-80. Большинство микросхем является аналогами чипов серии MCS-85 фирмыIntel.
В настоящее время дляпостроения различных микропроцессорных систем, устройств обработки информации иразличных устройств вычислительной техники широко используютсямикропроцессорные системы на базе серии КР580.
В комплект КР580входит:
— МикропроцессорКР580ВМ80;
— Системный контроллерКР580ВК28;
— Параллельныйинтерфейс КР580ВВ55;
— Контроллер прерыванийКР580ВМ59;
— Контроллер клавиатурыи дисплея КР580ВВ79.
Хотя этотмикропроцессорный комплект был создан в восьмидесятых годах, он широкоиспользуется до сих пор и изучается в различных образовательных заведениях таккак, изучив его, можно понять работу более сложных микропроцессорных систем.
Микропроцессор КР580используется в различных системах с не высокими требованиями кпроизводительности, и в тех системах, когда использование более мощныхпроцессоров экономически не выгоден.
Данный курсовой проектнеобходим, для того чтобы учащиеся изучили основные элементы микропроцессорногокомплекта, поняли их работу, научились самостоятельно строить микропроцессорныесистемы, научились находить неполадки и устранять их.
1. Описаниеиспользуемых элементов
1.1 Микропроцессоркр580вм80
Процессор содержит 4500транзисторов по технологии 6 мкм n-МДП Тактовая частота процессора КР580ВМ80 — 2 МГц. Каждая команда выполняется за 1..5 машинных циклов, каждый из которых состоитиз 3..5 тактов. Средняя производительность 200..300 тыс. операций в секунду начастоте 2 МГц. Микропроцессор имеет раздельные 16-разрядную шину адреса и8-разрядную шину данных. 16-разрядная шина адреса обеспечивает прямую адресациювнешней памяти объемом до 64 Кбайт и 256 устройств ввода/вывода.
/>
Рисунок 1. Условноеобозначение микросхемы КР580ВМ80
Таблица 1.Назначениевыводов микропроцессора КР580ВМ80Вывод Обозначение Назначение выводов 6,5,4,3,7,8,9,10 D0-7 Двунаправленная шина данных
25,26,27,29,30,31,32,33,34,35,
1,40,37,38,39,36 А0-15 Шина адреса 15,22 F1, F2 Тактовые сигналы 13 HOLD Запрос захвата шин 14 INT Запрос прерывания 23 READY Готовность 12 RESET Сигнал системного сброса 16 INTE Разрешение прерывания 17 DBIN Ввод с шины данных 18 WR Запись 19 SYNC Сигнал синхронизации 21 HLDA Подтверждение захвата шин 24 WAIT Ожидание или подтверждение состояния ожидания 11 -5V -5В 20 +5V +5В 28 + 12V + 12В 2 GND Общий
1.2 Генератор тактовыхимпульсов КР580ГФ24
Микросхема КР580ГФ24 — генератор тактовых сигналов фаз С1, С2, предназначен для синхронизации работымикропроцессора КР580ВМ80.
Генератор формирует:
— две фазы С1, С2сположительными импульсами, сдвинутыми во времени, амплитудой 12В и частотой 0,5- 3,0МГц;
— стробирующий сигналсоставляет STB длительностью не менее(Топ/9-15нс), где Топ — период тактовых сигналов опорнойчастоты;
— тактовые сигналы. С,синхронные с фазой С2, амплитудой уровня ТТЛ.
/>
Рисунок 2. Условноеобозначение микросхемы КР580ГФ24
Таблица 2. Назначениевыводов генератора тактовых импульсов КР580ГФ24Вывод Обозначение Назначение выводов 1 SR Установки в исходное состояние микропроцессора и системы 2 RESIN Установка 0 3 RDYIN Сигнал «Готовность» 4 RDY Сигнал «Готовность» 5 SYN Сигнал синхронизации 6 C Тактовый сигнал, синхронный с фазой С2 7 STB Стробирующий сигнал состояния 8 GND Общий 9 Ucc2 Напряжение питания +12В 10 C2 Тактовые сигналы -фазы С2 11 C1 Тактовые сигналы -фазы С1 12 OSC Тактовые сигналы опорной частоты 13 TANK Вывод для подключения колебательного контура 14, 15 XTAL1, XTAL2 Выходы для подключения резонатора 16 Ucc1 Напряжение питания +5В
1.3 Системныйконтроллер КР580ВК28
Микросхема КР580ВК28 — системный контролер, применяется в микропроцессорных системах на баземикропроцессора КР580ВМ80 для формирования управляющих сигналов.
Системный контролерформирует управляющие сигналы по сигналам состояния микропроцессора приобращении к ЗУ: RD и WR,при обращении к УВВ: RDI0и WRI0, INTA,а также обеспечивает прием и передачу 8-разрядной информации между каналомданных микропроцессора.
/>
Рисунок 3. Условноеобозначение микросхемы КР580ВК28
Таблица 3. Назначениевыводов системного контроллера КР580ВК28Вывод Обозначение Назначение выводов 1 STB Стробирующий сигнал состояния 2 HLDA Подтверждение захвата 3 TR Выдача информации 4 RC Прием информации 5, 7, 9, 11, 13, 16, 18, 20 DB4, DB7, DB3, DB2, DB0, DB1, DB5, DB6 Канал данных системы 6, 8, 10, 12, 15, 17, 19, 21 D4, D7, D3, D2, D0, D1, D5, D6 Канал данных микропроцессора 14 GND Общий 22 BUSEN Управление передачей данных и выдачи сигналов 23 INTA Подтверждение запроса прерывания 24 RD Чтение из ЗУ 25 RDI0 Чтение из УВВ 26 WR Запись в ЗУ 27 WRI0 Запись в УВВ 28 Ucc Напряжение питания +5В
1.4 Контроллерыинтерфейса RS232
1.4.1 Микросхема КР580ВВ51
МикросхемаКР580ВВ51-универсальна синхронный приемопередатчик, предназначен для аппаратнойреализации последовательного протокола обмена между микропроцессором КР580ВМ80и каналами последовательной передачи дискретной информации.
Микросхема преобразуетпараллельный код, получаемый от центрального процессора, в последовательныйпоток символов со служебными битами и выдает этот поток в последовательныйканал связи с различной скоростью, а также выполняет обратное преобразование:последовательный поток символов в параллельный 8-разрядное слово.
/>
Рисунок 4.1. Условноеобозначение микросхемы КР580ВВ51
Таблица 4. Назначениевыводов микросхемы КР580ВВ51Вывод Обозначение Назначение вывода 1, 2, 5-8, 27, 28 D2-D7, D0, D1 Канал данных — обмен информацией между микропроцессором и микросхемой 3 RxD Приемник микросхемы 4 GND Общий 9 TxC Синхронизации передачи 10 WR Запись информации 11 CS Выбор микросхемы 12 CO/D Управление (данные) 13 RD Чтение информации 14 RxRDY Готовность приемника 15 TxRDY Готовность передатчика 16 SYNDET/BD Двунаправленный трех — стабильный программируемый ввод/вывод 17 CTS Готовность внешнего устройства принять данные 18 TxEND Конец передачи 19 TxD Передатчик микросхемы 20 C Синхронизация 21 SR Установка исходного состояния 22 DSR Готовность внешнего устройства передать данные 23 RTS Запрос приемника внешнего устройства на прием данных 24 DTR Запрос передатчика внешнего устройства на прием данных 25 RxC Синхронизация приема 26 Ucc Напряжение питания +5В
Таблица 4.1. Таблицаистинности сигналов микросхемы КР580ВВ51Сигналы на входах Направление и вид информации СО/D RD WR CS 1 1 Канал данных системы управление 1 Канал данных системы данных 1 1 Канал данных системы состояния 1 Канал данных системы данных Х 1 1 Высокоомныое состояние канала данных Х Х Х 1
1.4.2 Таймер КР580ВИ53
Микросхема КР580ВИ53-трехканальное программируемое устройство (таймер), предназначено дляорганизации работы микропроцессорных систем в режиме реального времени.Программируемый таймер реализован в виде трех независимых 16-разрядных каналовс общей схемой управления. Каждый канал может работать в шести режимах.
Управляющее слово определяетрежим работы канала, тип счета, формат чисел.
/>
Рисунок 4.2. Условноеобозначение микросхемы КР580ВИ53
Таблица 4.3. Назначениевыводов микросхемы КР580ВИ53Вывод Обозначение Назначение выводов 1-8 D7-D0 Канал данных 9, 15, 18 C0, C1, C2 Синхронизация каналов 0-2 10, 13, 17 OUT0, OUT1, OUT2 Сигналы каналов 0, 1, 2 11, 14, 16 CE0, CE1, CE2 Сигналы каналов 0, 1, 2 12 GND Общий 19, 20 A0, A1 Сигналы выбора каналов 0, 1, 2 21 CS Выбор микросхемы 22 RD Чтение 23 WR Запись 24 Ucc Напряжение питания 5В
1.5 Контроллерпрерываний КР580ВН59
Предназначен дляорганизации обработки приоритетных 8-уровневых запросов прерываний от восьмивнешних устройств. Контроллер КР580ВН59 был разработан для микропроцессорныхсистем, построенных только на основе микропроцессора КР580ВМ80. Контроллерыпрерываний можно каскадировать для получения 64-уровневой системы прерываний.
/>
Рисунок 5. Условноеобозначение микросхемы КР580ВН59
Таблица 5. Назначениевыводов КР580ВН59Вывод Обозначение Назначение выводов 11,10,9,8,7,6,5,4 D0-7 Шина данных микропроцессора 3,2 RD/WR Чтение/запись информации в регистры 27 А0 Разряд шины адреса микропроцессора 1 CS Сигнал выбора кристалла
18,19,20,21,22,
23,24,25 IR0-7 Сигналы запросов прерываний от внешних устройств ввода/вывода 17 INT Сигнал запроса прерываний, поступающий на микропроцессор 26 INTA Сигнал подтверждения прерывания, поступающий от микропроцессора 16 SP/EN Программирование ведомого/разрешения буфера 12,13,15 CAS0-2 Линии каскадирования 14 GND Общий 28 Vcc Питание
Таблица 5.1. Таблицаистинности
/>
1.6 Контроллерклавиатуры и дисплея КР580ВВ79
Программируемоеинтерфейсное устройство, предназначенное для ввода и вывода информации всистемах, выполненных на основе 8- и 16-разрядного микропроцессора КР580ВМ80.Кроме того, микросхема может применяться и как самостоятельное устройство привыполнении требований, предъявляемых к электрическим и временным параметрам.
Клавиатурная частьобеспечивает ввод информации в микросхему через линии возврата RET7-RET0с клавиатуры (клавиатурная матрица объемом 8 слов*8 разрядов с возможностьюрасширения до 4*8 слов*8 разрядов) и матрицы датчиков (8 слов*8 разрядов), атакже ввод по стробирующему сигналу (8 слов*8 разрядов). Для храненияинформации в микросхеме предусмотрено 8 байт ОЗУ.
Дисплейная частьмикросхемы обеспечивает вывод информации по 4-разрядным каналам DSPA3-DSPA0и DSPB3-DSPB0в виде двоичного кода на 8- и 16-разрядные цифровые или алфавитно-цифровыедисплеи.
/>
Рисунок 6. Условноеобозначение микросхемы КР580ВВ79
Таблица 6. Назначениевыводов микросхемы КР580ВВ79Вывод Обозначение Назначение выводов 1, 2, 5-8, 38, 39 RET2-RET7, RET0, RET1 Линии возврата 3 C Синхронизация 4 INT Запрос прерывания 9 SR Установка 10 RD Чтение информации 11 WR Запись информации 1-19 D0-D7 Канал данных 20 GND Общий 21 INS/D Команда / данные 22 CS Выбор микросхемы 23 BD Гашение отображения 24-27 DSPA3-DSPA0 Канал дисплея А 28-31 DSPB3-DSPB0 Канал дисплея В 32-35 S0-S3 Линии сканирования 36 SH Сдвиг 37 CO/STB Управление / стробирующий сигнал 40 Ucc Напряжение сигнала
1.7 Микросхема ОЗУК537РУ17
Статическое асинхронноеОЗУ на основе КМОП-структур.
По заданию ОЗУ намнеобходимо 8 кбайт. Следовательно, нам необходимо поставить 1 штуку.
Классификационныепараметры К537РУ17:
· Информационнаяемкость – 64 Кбит = 8 Кбайт
· Организация- 8К*8
· Времявыборки адреса — не более 200 нс.
· Выход- три состояния
/>
Рисунок 7. Условноеобозначение микросхемы К537РУ17
Таблица 7. Назначениевыводов микросхемы К537РУ17Выводы Назначение Обозначение
2,3-10,
21,23,24,25 Адресные входы
А12, А7-А0
А10, А11, А9, А8
11-13,
15-19 Входы-выходы данных
DO0-DO2,
DO3-DO7 20,26 Выбор микросхемы
-CE1,CE2 22 Разрешение по выходу -OE 27 Сигнал записи — считывания -WE 28 Напряжение питания
Ucc 1 Свободный --- 14 Общий 0 В
Таблица 7.1. Таблицаистинности микросхемы К537РУ17CE1 CE2 -OE WE A0-A12 DO0-DO7 Режим работы M M X X X Roff Хранение L H X L A L Запись 0 L H X L A H Запись 1 L H L H A Данные в прямом коде Считывание L H H H A Roff Запрет выхода
Примечание: М — Любаякомбинация уровней или сигналов, отличная от — CE1=L,CE2=H.
1.8 Микросхема ПЗУК573РФ6
По заданию 48 кбайт –не обходимо 6 штук.
Для стирания записанной информации микросхему нужно извлечь изконтактного устройства, замкнуть все ее выводы полоской фольги и поместить подисточник УФ освещения, обеспечив ее обдув. Однако стирание можно произвести,не извлекая микросхему из контактного устройства, но тогда нужно отключитьнапряжение питания и сигналы. Типовые источники стирающего излучения — дуговыертутные лампы и лампы с парами ртути в кварцевых баллонах: ДРТ-220, ДБ-8 и др.Излучение проникает к кристаллу РПЗУ через прозрачное окно в крышке корпуса.Время стирания 30...60 минут.
Для предохранения от случайного стирания информации окно в крышкекорпуса закрывается специальной пленкой.
/>
Рисунок8. Условное обозначение микросхемы К573РФ6
Таблица8. Назначение выводов микросхемы К573РФ6Выводы Назначение Обозначение 2-10, 21,23,24,25 Адресные входы
А0– A12
11-13,
15-19 Входы-выходы данных
DO0-DO2,
DO3-DO7 20,26 Выбор микросхемы -CE0,CE1 22 Разрешение по выходу -OE 27 Сигнал записи — считывания -WE 28 Напряжение питания E+ 1 Свободный --- 14 Общий Gnd
Таблица 8.1. Таблица истинности К573РФ6 A CE OE РК Upр Ucc Хранение X Uн X X E+ +5В Считывание А 1Л 1Л Ш E+ +5В Контроль записи А 1Л 1Л Ш + 19В +5В Запись слова А Ш Ш Ш +19В +5В
1.9Микросхема дешифратора К155ИД3
К155ИД3- дешифратор,позволяющий преобразовать четырехразрядный код, поступающий на входы А0-А3 внапряжение низкого логического уровня, появляющееся на одном из шестнадцативыходов 0-15. Дешифратор имеет два входа разрешения дешифрации Е0 и Е1. Этивходы можно использовать как логические, когда дешифратор ИД3 служитдемультиплексором данных. Тогда входы А0-А3, используются как адресные, чтобынаправить поток данных, принимаемых входами Е0 или Е1, на один из выходов 0-15.На второй, не используемый в этом включении вход Е, следует подать напряжениенизкого уровня.
По входам Е0 и Е1 даются сигналы разрешения выходов, чтобыустранять текущие выбросы, которыми сопровождается дешифрация кодов,появляющихся не строго синхронно (например, поступающих от счетчика пульсаций).Чтобы разрешить прохождение данных на выходы, на входы Е0 и Е1 следует датьнапряжение низкого уровня. Эти входы необходимы также при наращивании числаразрядов дешифрируемого кода. Когда на входах Е0 и Е1 присутствуют напряжениявысокого уровня, на выходах 0-15 появляются высокие уровни.
Выбор контроллера по конкретному адресу осуществляется с помощьюдешифратора К155ИД3 (рис. 9). Назначение его выводов показано в таблице 15.
/>
Рисунок 9. Дешифратор К155ИД3
Таблица 9. Назначение выводов БИС К155ИД3
№
вывода Назначение
№
вывода Назначение 1 Выход 0 13 Выход 11 2 Выход 1 14 Выход 12 3 Выход 2 15 Выход 13 4 Выход 3 16 Выход 14 5 Выход 4 17 Выход 15 6 Выход 5 18 Вход стробирующий 7 Выход 6 19 Вход стробирующий 8 Выход 7 20 Вход информационный 9 Выход 8 21 Вход информационный 10 Выход 9 22 Вход информационный 11 Выход 10 23 Вход информационный 12 Общий 24 Ucc
1.10 Микросхема К514ИД2
Дисплей построен на основе 8-разрядного 7-сегментоногоиндикатора с общим анодом CD8-BW30R6-A11, красного свечения. Для курсовогопроекта необходим один такой индикатор. Управление этими индикаторамиосуществляет микросхема К514ИД2 (рис. 10.).
/>
Рисунок. 10. Условное графическое обозначение дешифратора К514ИД2
Для экономии выводов микроконтроллера, а так же для удобстванаписания программы по выводу числовых значений на семисегментных индикаторы, вустройстве применяются дешифраторы двоичного кода в код семисегментныхиндикаторов. В качестве преобразователей двоичного кода в семиэлементныйпромышленность выпускает дешифраторы К514ИД1, К514ИД2, КР514ИД1, КР514ИД2. Длясовместной работы с индикаторами, имеющими общий анод – АЛС333Б, возьмёммикросхему КР514ИД2. В соответствии с рисунком 10, часть выводов подсоединяетсяк контроллеру, по которым на дешифратор поступает число в двоичном код, адругая часть выводов идёт на семисегментный индикатор. Так же есть выводуправления дешифратором. При подаче на этот вход логической “1”, дешифратор включён, то есть данные переводятся из двоичного кода в код семисегментныхиндикаторов. Если подать логический “0”, то дешифраторвыключен. Максимальный выходной ток этого дешифратора составляет 25 мА.Его отличительной особенностью является то, что резисторы, ограничивающие ток,в нём отсутствуют.
1.11 Буферный регистр 1533АП5
Для увеличения нагрузочной способности шины адресамикропроцессора и согласования этих шин с памятью и внешними устройстваминеобходимы шинные формирователи. В этой МПС в качестве шинного формирователяшины адреса используются буферные регистры 1533АП5 (рис. 11.). Шина адресаимеет 16 разрядов, так как этот регистр имеет 8 разрядов, для построения буферапотребуется 2 микросхемы. Одна микросхема формирует буфер для разрядов шиныадреса А0-А7, а другая — А8-А15. Назначение выводов приводится в таблице 16.
/>
Рисунок. 11. Условное обозначение буферного регистра 1533АП5с нумерацией выводов
Таблица 11. Назначение выводов БИС 1533АП5
Выводы
Назначение
Обозначение 2, 4, 6, 8, 17, 15, 13, 11 Информационные входы. Подкл. к выходам микропроцессора А0-А7 для первой БИС и А8-А15 — для второй БИС DI0-DI3 2, 3-10, 21, 23, 24, 25, 26, 27 Информационные выходы. Подключаются к соответствующим разрядам внешней шины DO0-DO3 1, 19 Входной сигнал “Разрешение выхода”. Если OE=0, то информационные выходы перекл. в высокоимпедансное состояние OE /> /> /> />
2. Расчетная часть
2.1 Расчет и планированиеадресного пространства памяти
По заданию необходимаПЗУ объемом 48 кбайт, взята микросхема объемом на 8 кбайт, следовательно,необходимо поставить таких 6 микросхем.
По заданию ОЗУнеобходимо 8 кбайт. Взята микросхема объемом 8 кбайт.
Так как микропроцессорначинает выполнять программы с адреса 0 (после включения или сброса), то поэтому начиная с адреса 0 должна быть, установлена ПЗУ, в которую записываетсяпрограмма для начала работы устройства. В оставшейся части адресов памятирасполагается ОЗУ.
Таблица 12. Расположение микросхем памяти по адресамАдрес Тип памяти
0000h
1FFFh ПЗУ1
2000h
3FFFh ПЗУ2
4000h
5FFFh ПЗУ3
6000h
7FFFh ПЗУ4
8000h
9FFFh ПЗУ5
A000h
BFFFh ПЗУ6
C000h
DFFFh ОЗУ
E000h
FFFFh Устройством не используется
Следующим этапомследует расчет и построение дешифрации адресов .
Таблица 13.Расчет адресов памяти
А15
А14
А13
А12
А11
А10
А9
А8
А7
А6
А5
А4
А3
А2
А1
А0 ПЗУ1 0000h 1FFFh 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ПЗУ2 2000h 1 3FFFh 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ПЗУ3 4000h 1 5FFFh 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ПЗУ4 6000h 1 1 7FFFh 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ПЗУ5 8000h 1 9FFFh 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ПЗУ6 А000h 1 1 BFFFh 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ОЗУ C000h 1 1 DFFFh 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Нет
устр-в E000h FFFFh
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
2.2Построение схем дешифрации адресов памяти
/>
Схема 1. Построениефункции для ПЗУ
/>
/>
Схема 2. Построениефункции для ПЗУ 2
/>
/>
Схема 3. Построениефункции для ПЗУ
/>
/>
Схема 3. Построениефункции для ПЗУ 4
/>
/>
Схема 5. Построениефункции для ПЗУ 1
/>
/>
Схема 6. Построениефункции для ПЗУ 1
/>
/>
Схема 7. Построениефункции для ОЗУ 1
/>
В качестве анализачетырех старших разрядов шины адреса можно использовать дешифратордвоично-десятичный, который получив двоичный код на входе активирует выход ссоответствующим номером. Выходы дешифратора для каждой микросхемы объединяемфункцией И.
Схема 8. Построение спомощью дешифратора
/>
2.3Расчет и планирование адресного для устройств ввода-вывода.
Для устройствввода-вывода планирование адресов выполняется аналогично.
Таблица 14. Расположение микросхем устройств ввода-вывода по адресам.
00h
03h ВН59
04h
05h ВИ53
06h
07h ВВ51
08h
09h ВВ79
AFh
FFh Не используется
Следующим этапомследует расчет и построение дешифрации адресов устройств ввода-вывода.
Таблица 15. Расчет адресов памяти
А15
А14
А13
А12
А11
А10
А9
А8
А7
А6
А5
А4
А3
А2
А1
А0 ВН59 00h 01h 1 ВИ53 02h 1 03h 1 1 ВВ51 04h 1 05h 1 1 ВВ79 06h 1 1 07h 1 1 1 Не исп. 08h FFh
2.4Построение схем дешифрации адресов устройств ввода-вывода
/>
Схема 8. Построениефункции для ВВ51
/>
/>
Схема 9. Построение функции для ВИ53
/>
/>
Схема 10. Построение функции для ВН59
/>
/>
Схема 11. Построениефункции для ВВ79
/>
В качестве анализачетырех старших разрядов шины адреса можно использовать дешифратордвоично-десятичный, который получив двоичный код на входе активирует выход ссоответствующим номером.
Выходы дешифратора длякаждой микросхемы объединяем функцией И.
Схема 12. Построение спомощью дешифратора.
/>
3. Структурная схема.
/>
Таблица 16. Переченьэлементов структурной схемы
№ п/п
Обозначение
Тип элемента
Тип микросхемы 1 ТГ Генератор тактовых импульсов КР580ГФ24 2 ЦП Центральный процессор КР580ВМ80 3 ДША Дешифратор адреса 4 ОЗУ Оперативное запоминающее устройство К537РУ17 5 ПЗУ Постоянное запоминающее устройство К573РФ6 6 СК Системный контроллер КР580ВК28 7 ПКП Программируемый контроллер прерывания КР580ВН59 8 ПИ Программируемый последовательный интерфейс КР580ВВ51 9 ТП Таймер КР580ВН53 10 ККД Контроллер клавиатуры и дисплея КР580ВВ79 11 ДС Схема управления дисплеем К514ИД2
Структурная схемаопределяет основной состав изделия, его назначение и взаимосвязь.
Тактовый генератор (ТГ)формирует сигнал системного сброса RESETдля установки ЦП и других устройств в начальное состояние, а так же импульсыдля синхронизации работы устройств. Своими сигналами генератора тактовыхимпульсов обеспечивает требуемую последовательность работы всех устройствмикропроцессорной системы.
Микропроцессорформирует адресную шину ША мультиплексированную шину данных ШД с шинойуправления ШУ. Для увеличения нагрузочной способности шины адреса используетсябуферный регистр.
Демультиплексированиеосуществляет системный контроллер СК, формируя на своих выходах шину данных ШДи управляющие сигналы.
Выборку микросхемпамяти ОЗУ и ПЗУ, в зависимости от состояния адресных линий ША, осуществляетдешифратор ДС.
Микропроцессорнаясистема содержит контроллер последовательного интерфейса, передатчики иприемники, которые синхронизируются независимо друг от друга сигналами отинтервального таймера ПТ. Контроллер последовательного интерфейса занимает двелинии прерывания, которые обслуживают контроллер прерываний ПКП.
При поступлениипрерывания контроллер ПКП формирует сигнал микропроцессору, а тот в своюочередь, если прерывания разрешены, формирует сигнал.
Функции ввода склавиатуры и отображения информации на индикаторах обеспечивает контроллер ККД.
Таблица 17. Составпринципиальной схемы. № Микросхема Обозначение на схеме 1 КР580ВМ80 DD1 2 КР580ГФ24 DD2 3 К1533АП5 DD3, DD4 4 КР580ВК28 DD5 5 К573РФ5 DD7 6 К155ЛН1 DD8 7 КР537РУ17 DD9 8 К155ИД3 DD10 9 КР580ВВ51 DD17 10 КР580ВВ79 DD18 11 К155ЛИ6 DD22 12 К514ИД2 DD25, 13 CD8-BW30R6-A11 HL1 14 Разъем последовательного интерфейса XC4
Центральное процессорное устройство включает в себямикропроцессор ВМ80 в минимальном окружении дополнительных микросхем:
1) Тактовый генератор ГФ24, который синхронизируетсякварцевым резонатором с частотой 18 МГц. Вход RDYIN подключенчерез сопротивление 1 кОм для формирования высокого уровня на этом выходе. ВходRESIN подключен к кнопке с нормально разомкнутымиконтактами, RC цепь предназначена для формированиясигнала RESET в момент включения МПС и для защиты отдребезга контактов кнопки. В цепь кварцевого резонатора включена емкость 20 нФдля запуска генератора в момент подачи напряжения.
2) Буферные регистры АП5 предназначены для увеличениянагрузочной способности шины адреса (System Address Bus) микропроцессора.
3) Системный контроллер ВК28 формирует на своих выходахсистемную шину данных (System Data Bus) ишину управления (System Control Bus).Его входы STSTB, HLDA, WR, DBIN подключены к соответствующимвыходам микропроцессора и тактового генератора. Вход BUSENзаземлен.
К сформированным шинам подключаются остальные контроллеры, атакже модули памяти ПЗУ и ОЗУ. Выборку контроллеров осуществляют дешифраторы DD10, DD11.
В проектируемой МПС обслуживание прерываний осуществляетодин контроллер ВН59. Он подключается к 8-разрядной системной шине данных (ШД),а также к шине управления (ШУ). Для адресной выборки внутренних регистровиспользуется линия адреса А0 от шины адреса (ША). К входам IR0-IR7 подключаются контроллеры, которым необходимы прерывания.Так как каскадирования не требуется, поэтому инверсный вход SP/EN заземляется.
Формирование трех 8-битных двунаправленных интерфейса Port A, B, C осуществляет контроллер ВВ55.Его выводы подключаются к соответствующим линиям ШД, ША, ШУ. Данный контроллерработает в режиме M1, поэтому линии PA0-7 и PB0-7 работают ввод и выводсоответственно, а линии PC0-7 используются дляуправляющих сигналов.
Функции ввода с128-клавишной клавиатуры и отображения информации на одном 8-разрядном цифровыхдисплеях HL1 выполняет контроллерВВ79. Для сканирования клавиатуры контроллер формирует двоичный код на линиях SL0-SL3,анализируя при этом состояние линий RL0-RL7.Преобразование двоичного кода в кодовые последовательности М0-М15 выполняетдешифратор столбцов DD24, DD27.Выходы этих дешифраторов подключены к разрядам 7-сегментных индикаторов, атакже к линиям клавиатуры. Непосредственное управление индикаторами с общиманодом осуществляют дешифраторы К514ИД2, преобразующие двоичный код с линий PA0-PA2,PB0-PB2в 7-сегментный код. Линии PA3,PB3 подключены напрямую на вывод Hиндикаторов, который относится к светодиоду десятичной точки. Вход Sподключается к выходу BDконтроллера для гашения индикаторов.
/>Заключение
В данном курсовом проекте была получена МПС на базекомплекта КР580. Данная МПС обладает относительно небольшим быстродействием.Она позволяет решать задачи, связанные с управлением разнообразнымитехнологическими операциями. Разработанная система позволяет подключатьустройства, которые требуют динамического изменения временных и частотныххарактеристик их входных сигналов. Присутствие в этой МПС программируемогопараллельного интерфейса КР580ВВ55 предусматривает три канала, к которым можноподключать УВВ, обменивающихся 8-разрядными словами, а также позволяет гибкоманипулировать этими каналами, изменяя их предназначение. КР580ВМ80 являетсямикропроцессором с фиксированным набором команд, что облегчает составлениепрограмм. Объем ПЗУ позволяет записать достаточно функциональную программу,расширяя тем самым возможности данной МПС.
Список используемой литературы
1. Большиеинтегральные схемы запоминающих устройств: Справочник. – М.: Радио и связь,1990.
2. Калабеков Б.А… “Цифровые устройства и микропроцессорные системы”.Москва 2003г.
3. Г. И. Пухальский. “Проектирование микропроцессорных систем”.Санкт-Петербург 2001г.
4. Справочник, М.: Редакция, 1991 – 196 c.Интегральные микросхемы зарубежных стран и их аналоги производства СССР.
5. Интернет-сайт: www.computer-museum.ru.
6. Интернет-сайт: www.wikipedia.org.ru