4.6. Синхронизация омэвм

Блок управления предназначен для выработки синхронизирующих и управляющих сигналов, обеспечивающих координацию совместной работы блоков ОМЭВМ во всех допустимых режимах ее работы.

В состав блока управления входят: устройство выработки временных интервалов, логика ввода-вывода, регистр команд, регистр управления потреблением, дешифратор команд, ПЛМ и логика управления ЭВМ.

Устройство выработки временных интервалов предназначено для формирования и выдачи внутренних синхросигналов фаз, тактов и циклов. Количество машинных циклов определяет продолжительность выполнения команд. Практически все команды ОМЭВМ выполняются за один или два машинных цикла, кроме команд умножения MUL А, В и деления DIV А, В, продолжительность выполнения которых составляет четыре машинных цикла. Машинный цикл имеет фиксированную длительность и содержит шесть состояний SI-S6, каждое из которых по длительности соответствует такту, и, в свою очередь, состоит из двух временных интервалов, определяемых фазами Р1 и Р2. Длительность фазы равна периоду следования внешнего сигнала XTAL, являющегося первичным сигналом синхронизации ОМЭВМ Сигнал XTAL вырабатывается либо встроенным тактовым генератором ОМЭВМ при подключении к ее выводам (XTAL 2) и (XTAL 1) кварцевого резонатора или LC-цепочки, либо "внешним источником тактовых сигналов.

Схема подключения кварцевого резонатора и LC-цепочки к выводам ОМЭВМ XTAL 2 и XTAL1.

Схема подключения внешнего источника тактовых сигналов.

Источник тактовых сигналов должен обеспечивать следующие характеристики внешнего синхросигнала ОМЭВМ:

- длительность низкого уровня сигнала - не менее 20 нс;

- длительность высокого уровня сигнала - не менее 20 нс;

- времена фронтов нарастания и спада сигнала - не более 20 нс.

Как видно из рисунка, внешний синхросигнал для п-МОП ОМЭВМ (серия 1816) подается на вывод 18 (XTAL2), а для КМОП ОМЭВМ (серия 1830) - на вывод 19 (XTAL 1) При этом необходимо обеспечивать требуемые уровни напряжения синхросигнала.

Внутренние генераторы

Внутренние генераторы n-МОП и КМОП ОМЭВМ семейства МК51 XTAL1 и XTAL2 являются соответственно входом и выходом инвертирующего усилителя, который может быть включен в режим генератора при подключении к выводам BQ1 и BQ2 резонатора или LC-цепочки .Показанный на рисунке сигнал ~PD задается установкой одноименного бита в регистре PCON для перевода ОМЭВМ в режим микропотребления.

Формирование машинных циклов ОМЭВМ

Все машинные циклы ОМЭВМ одинаковы, состоят из 12 периодов сигнала XTAL, начинаются фазой S1P1 и заканчиваются фазой S6P2. Дважды за один машинный цикл формируется сигнал ALE.

Диаграмма внешнего синхросигнала ОМЭВМ

4.7. Порты ввода-вывода.

Р0, Р1, Р2, Р3 используются для побайтного обмена. Каждый порт содержит драйвер и фиксатор с адресом из области РСН.

Через порт Р0:

- выводится младший байт адреса А0-А7 при работе с внешней памятью программ и внешней памятью данных;

- выдается из ОМЭВМ и принимается в ОМЭВМ байт данных при работе с внешней памятью (при этом обмен байтом данных и вывод младшего байта адреса внешней памяти мультиплексированы во времени);

- задаются данные при программировании внутреннего ППЗУ и читается содержимое внутренней памяти программ.

. Через порт P2:

- выводится старший байт адреса А8-А15 при работе с внешней памятью программ и внешней памятью данных (для внешней памяти данных - только " использовании команд MOVX A,@DPTR и MOVX @DPTR,A, которые вырабатыва 16-разрядный адрес);

- задается старший байт (разряды А8-А 14) адреса при программировании внутреннего ППЗУ и при чтении внутренней памяти программ..

Вывод адреса сопровождается сигналом ALE для фиксации во внешнем регистре.

При обращении к внешней памяти данных формируются 2 управляющих сигнала RD,WR.

Порт P3 помимо обычного ввода и вывода информации используется для формирования и приема специальных управляющих и информационных сигналов. Разряды порта (все или частично) при этом могут выполнять следующие альтернативные функции:

Альтернативные функции могут быть активированы только в том случае, если в соответствующие биты порта P3 предварительно занесены 1. Неиспользуемые альтернативным образом разряды могут работать как обычно.

Вывод порта	Альтернативная функция
РЗ.0	RXD - вход последовательного порта
Р3.1	TXD - выход последовательного порта
РЗ.2	INT0 - внешнее прерывание 0
Р3.3	INT1 - внешнее прерывание 1
РЗ.4	Т0 - вход таймера-счетчика 0
РЗ.5	Т1 - вход таймера-счетчика 1
РЗ.6	WR - строб записи во внешнюю память данных
РЗ.7	RD - строб чтения из внешней памяти данных